Технологии безумной космической фотографии НАСА
Какой объект в космосе был успешно сфотографирован первым?
Луна в далеком 1840 году. Обезьяна видит, обезьяна видит.
Астрофотография делает чудеса нашей природы доступными для неспециалистов. Он предлагает заглянуть в небеса наверху, приближая нас к тому, что заставляет величайшие умы каждой эпохи с трепетом смотреть вверх.
Смирение? Абсолютно. Как астрофотографы преодолевают барьеры, которые ограничивают наше земное поле зрения полосой бархатистой тьмы, когда каждое астрономическое тело превращается в луч света?
История космической фотографии
В двадцатом веке появились телескопы, намного превосходящие возможности всего, что было раньше. Космическая эра вызвала культурное безумие, подогревая аппетит публики к полному раскрытию того, что там происходит. НАСА было более чем счастливо оказать услугу.
Знаменитое изображение Голубого мрамора, изображающее Землю на расстоянии во всей ее красе, было сделано экипажем Аполлона-17, когда они двигались вверх к своей лунной цели 7 декабря 1972 года. Оно было снято камерой Hasselblad, установленной с 80-миллиметровым объективом. Объектив Zeiss, незапланированный и актуальный.
С тех пор многие беспилотные проекты внесли свой вклад в нашу библиотеку астрофотографии неземных людей. Вероятно, наиболее широко известным и любимым из текущего арсенала НАСА является космический телескоп Хаббл, оснащенный несколькими инструментами, используемыми для зондирования и оптических исследований. Он способен снимать изображения, не испорченные атмосферой Земли, и с 1990 года дает нам захватывающие изображения того, что нас окружает.
Широкоугольная камера, или сокращенно WFC3, способна собирать изображения в видимом свете, а также в ультрафиолетовом и инфракрасном излучении. Его спектрограф Cosmic Origins Spectrograph, также известный как COS, специализируется именно на ультрафиолетовом свете. Далекие квазары и изображения движущихся далеких галактик оживают таким образом, который мы никогда не смогли бы оценить иначе.
Заглядывая далеко в будущее нашей вселенной, Advanced Camera for Surveys, ACS, используется для изучения самых далеких и удаленных уголков глубокого космоса. Это высокочувствительное оборудование, способное обнаруживать темную материю, показывая нам ужасающую реальность, простирающуюся далеко за пределы всего, что мы видим здесь, на Земле.
После этих первых набегов роль крупных технологий в космической гонке стала еще более заметной . Что нас ждет в будущем?
Технологии космической фотографии НАСА
Последние в саге о космической фотографии НАСА – это новые фотографии из программы THEMIS, сделанные с помощью орбитального аппарата Mars Odyssey. Эта тепловизионная система в настоящее время предназначена для изучения распределения минералов на поверхности Марса .
Независимо от того, в какую эпоху вы изучаете, на каждом перекрестке вы найдете несколько основных принципов, поддерживающих технологию космической фотографии. Итак, как НАСА фотографирует космос?
Виды космической фотографии
Есть несколько эффективных методов фотографирования Вселенной. Как и в случае с любым типом фотографии, нужен длинный объектив (в данном случае телескоп), чтобы увеличивать удаленные объекты, к которым у нас нет возможности приблизиться физически.
В Prime Focus Photography длина телескопа является фокусным расстоянием изображения. То, что видно в телескоп, проецируется непосредственно на ПЗС-матрицу камеры, увеличиваясь соответствующим образом в зависимости от размеров сенсора.
Для справки: ПЗС-матрица (устройство с зарядовой связью) служит «слайдом пленки» в цифровой камере. Здесь светочувствительные датчики цифровой камеры подключаются к интегральной схеме, которая интерпретирует их и создает изображение.
Позитивная проекция лучше всего подходит для съемки Луны и планет. Промежуточная расходящаяся линза, часто называемая «окуляром», стоит между ПЗС и фокальной плоскостью сходящейся внутрь линзы телескопа, увеличивая полученное изображение без ущерба для деталей или качества.
Как? «Конус» падающего света прерывается, прежде чем сойтись в единую точку в плоскости фотографии. Результирующее изображение проецируется в масштабе, намного большем по сравнению с размерами сенсора камеры, чем это было бы в противном случае.
Отрицательная проекция находится в том же духе – расходящаяся линза, отделяющая собирающуюся линзу телескопа от камеры, заменена, однако, другой собирающей линзой, также известной как линза Барлоу. Это уменьшает фокусное расстояние изображения, приближая эффективную точку схождения к элементам самих линз.
Это сохраняет мощность системы без обрезки получаемого изображения. Можно наслаждаться «более широким» полем зрения с интенсивностью, равной неувеличенному изображению, которое отдаляет нас от объекта.
Инфракрасная космическая фотография
Зачем использовать инфракрасную технологию? Это позволяет нам «видеть» скрытые тела, обычно скрытые облаками частиц. Тепло и излучение этих тел проникают сквозь облака обломков, хотя мы не смогли бы увидеть их самостоятельно.
Наши глаза работают исключительно со спектром видимого света. Все, что выходит за пределы этого диапазона, например ультрафиолетовые лучи или рентгеновские лучи, ничего не передает этим примитивным инструментам восприятия. Фактически, можно сказать, что эти области электромагнитного спектра вообще не имеют цвета. К их числу можно отнести инфракрасное излучение.
Инфракрасному свету, который запечатлен на фотографиях этой природы, искусственно присвоен цвет, что дает нам возможность заглянуть в космос, но не на то, что на самом деле можно было бы увидеть в строго человеческом смысле. Собранная информация представляет собой тепловую карту, где более теплые объекты приобретают один оттенок, а более холодные – другой.
Составление фотографий космического пространства
Учитывая ширину и широту нашего внеземного дома, удержать всю вселенную в одиночку одним выстрелом – непростая задача.
Помимо простых панорам, эти составные фотографии могут включать в себя один и тот же объект, снятый через несколько фильтров, каждый раз захватывая разный тип света. Информация собирается вместе, чтобы нарисовать картину более интимную и мелкую, чем одна фотография могла бы передать.
Фотография Piggyback
Вышеупомянутому дагерротипу Луны предшествовала менее удачная попытка самого Дагера. Снимок получился размытым из-за продолжительности экспозиции – Луна ускользнула от него, когда камера сделала снимок.
Все в космосе постоянно находится в движении, каким безмятежным и спокойным может казаться ночное небо. Точно так же, как фотографирование ночью здесь, дома, наше оборудование должно компенсировать условия, которые представляют нам эти далекие и темные виды.
Было бы безрассудно сидеть сложа руки и переждать требуемую длину экспозиции, требуя этих редких и экзотических объектов и событий; они пройдут мимо нас, превратившись в неразборчивый беспорядок.
Компенсируя движение небесных тел в более прямом смысле, телескопические камеры, прикрепленные к автоматическим экваториальным установкам, перемещают камеру по мере экспонирования изображения. Это оборудование удерживает камеру наведенной на звезды перед ней, обеспечивая более длительную экспозицию, которая не позволяет деталям сцены погрузиться в нечеткий хаос.
Любители радуются: в этой области есть много профессионального оборудования, доступного для тех, кто хочет заняться хобби на собственном подворье.
Будущее не за горами, и мы хотим видеть его все
SpaceX и НАСА впервые за десятилетия запускают миссии в космос с экипажем. С каждой экскурсией к нам обязательно вернется множество фотографий.
С течением времени мы, несомненно, получим более захватывающие и впечатляющие изображения космического пространства, чем все, что когда-либо видели. А пока мы с нетерпением ждем, затаив дыхание, принимая все это, не выходя из нашей собственной родной планеты.