Фото за миллиарды километров: как NASA фотографирует дальний космос
С самого начала NASA стало ясно, что космическая фотография играет жизненно важную роль в миссиях агентства. Выкладывая в открытый доступ снимки одинокой голубой планеты или кадры астронавтов при выходе в открытый космос, они элегантно доносят до общественности информацию о своих достижениях и вдохновляют будущих инженеров и ученых.
Впоследствии техника фотографии развивалась от наведения камеры из окна до использования мощных зеркал и телескопов для съемки удаленных объектов. Чтобы поделиться этими изображениями со всем миром, необходимо было решить проблемы, связанные с фотографией и передачей данных. От оригинального кадра Pale Blue Dot до новых снимков космического телескопа James Webb визуальный образ космических исследований всегда опирался на данные.
Ультрафиолетовые, инфракрасные и радиоволны – как они работают?
Космос – динамичное место, полное строгих условий и непредсказуемых факторов. Для съемки такого изменчивого объекта требуется много способов. Например, большие участки галактики Млечный Путь не видны в видимом спектре света, ведь они скрыты космической пылью. Большинство попыток запечатлеть эти небесные тела оказываются неудачными, но радиоволны проходят сквозь космическую пыль.
Открытия, подобные радиоволновой съемке, лежат в основе многих наиболее распространенных методов, используемых в космической фотографии. Ультрафиолетовая фотография позволяет обнаружить внегалактические планеты и звезды, создавая двумерные изображения ультрафиолетового излучения. Для получения изображений в крайних точках светового спектра инфракрасные камеры фокусируются на электронах, излучающих инфракрасное излучение. А съемка создает изображение сканированием пространства, присваивая каждому пикселю данные изображения для создания мозаики космоса.
Эти способы требуют большого количества данных для создания одной фотографии. Изображение центра Млечного Пути, полученное радиотелескопом MeerKAT в Южной Африке, представляет собой композицию из 20 отдельных радиоволновых наблюдений. Для создания панорамы размером 1000 на 600 световых лет понадобилось 70 терабайт данных радиоволновой съемки и три года обработки одного изображения.
Туда и обратно
70 терабайт – это очень много данных, и это только для одного изображения. Текущие миссии постоянно генерируют такие данные, иногда до 100 терабайт в день. Хранение данных на месте во время космических полетов, а затем передача их на Землю для обработки – ключевые процессы в космической фотографии.
Данные спутников и камер собираются и хранятся на борту космических аппаратов. Янов Яровичи, директор по маркетингу сегмента IoT компании Western Digital, в статье для VentureBeat рассказал об уникальных проблемах хранения данных в космосе. Яровичи отмечает важность надежности и целостности данных в таких случаях. Миссия, подобная космическому телескопу James Webb, стоит столько денег, времени и труда, что было бы досадно потерять собранные данные из-за испорченного диска, дрейфующего где-то в космосе.
Так же, поскольку эти миссии фиксируют то, что человечество, возможно, никогда не сможет повторить, очень важно, чтобы данные были пригодны для использования по возвращении на Землю.
Защита данных
Этот уровень производительности должен выдерживать нагрузку, возникающую при запуске ракеты, выходе из атмосферы, строгие температуры космоса и галактические космические лучи. Эти цели и препятствия лежат в основе подхода, известного как проецирование надежности, пишет Яровичи. Поэтому NASA совместно с Western Digital создали новый стандарт под названием Design for Reliability, который внедряется в устройствах хранения данных для их надежного сбережения.
После того, как данные надежно сохранены, разные космические миссии ожидают их передачи обратно на Землю с помощью радиоволн. Но даже здесь надежность и целостность – важные факторы. Управление полетами тщательно контролирует скорость и объем передачи данных для обеспечения их целостности. Это упражнение в балансе: данные не должны превышать емкость хранилища спутника и одновременно предотвращать потери при передаче. Стоит отметить, что емкость встроенного твердотельного хранилища на борту James Webb составляет всего 68 ГБ.
Для визуализации и распространения информации об этой тщательной работе NASA создало Deep Space Network Now в рамках программы NASA’s Eye. Deep Space Network Now позволяет общественности увидеть в реальном времени связь и передачу данных с разными текущими миссиями NASA отображая приборную панель трех основных коммуникационных антенн в Испании, Австралии и США. Расстояние, время в пути, битрейт и другие показатели изображают яркий образ опасного путешествия данных.
Снимайте для звезд
Помимо пользы бизнеса и науки, космическая фотография имеет решающее значение для распространения информации о миссии NASA. В то время как наука может быть труднодоступной, затуманенной техническим отраслевым языком и сложной математикой, фотографии универсальны. Эти снимки говорят о том, куда мы смотрим и что мы видим. Это история тяжелой работы бесчисленных инженеров и ученых.
Изображения, полученные с помощью JWST и других аппаратов, вдохновляют людей продолжать двигаться вперед, продолжать фантазировать и исследовать. Это вдохновение является основой многих научных карьер, будь то астрофизик или эколог. Они могут не приземляться в космосе, но эти люди все равно приземляются посреди научных звезд.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
НА#УЙ
NASA — полностью подчинен правительству и непосредственно Президенту США. НАХУЙ — полностью независим и самодостаточен. В отличие от первого, может посылать не только унылые куски металла в космос.
В комплекте: значок металлический, застежка, картонная подложка
Доставка курьером по Москве выполняется в течении 1-2 рабочих дней.
При доставке Почтой России вам придет на почту, указанную в заказе письмо с трек номером в течении 2-4 дней. Все посылки по РФ отправляются первым классом.
Оплата картой производится через сайт Tinkoff.
Как наса
Designed by Richard Danne
and Bruce Blackburn,
Danne & Blackburn, 1975
Extras
SM_SVGS_ALL_01
Watch the video featuring
an interview with Richard Danne
View the photos of the original
NASA
SM_SVGS_ALL_01
Watch the video featuring
an interview with Richard Danne
Original Manual
View the photos
Meatball or Worm?
“The affectionate Meatball will replace the slick NASA logo, and slowly it will die into the horizon and never be seen again”
Read the essay by
Christopher Bonabos
NASA
By Jesse Reed and
Hamish Smyth
Edited by
Julan Muller
Featuring
Richard Danne
Are you Team Meatball,
or Team Worm?
By
Christopher Bonanos
There’s an episode of Star Trek: The Next Generation titled “The Royale”, first aired in 1989, in which the U.S.S. Enterprise encounters a mysterious field of wreckage orbiting a distant planet. The starship’s crew beams a chunk of the debris aboard, and determines that it’s a fragment of the Charybdis, a vessel launched from Earth in 2037 and lost thereafter. It’s easy enough to identify, because the fragment they take aboard displays two visible symbols: An American flag bearing 52 stars (putting it, they say, in the mid-21st century) and a logotype of four curvy letters reading N-A-S-A.
“The Royale” has been looping around the planet in reruns since it premiered. Richard D. James, the show’s production designer, surely never imagined that his team was inadvertently setting up a big fat continuity error. But in 1992, just three years after the episode aired, the National Aeronautics and Space Administration dumped that sinuous logo and systematically began to strip it from buildings, documents, uniforms, and spacecraft, replacing it with an older insignia — nicknamed the Meatball — that the agency had retired nearly two decades before. It was a quixotically vigorous effort for something so symbolic, and the strange path that led there encounters the existential question graphic designers face: How important is what we do? And another question: How did the Meatball defeat the Worm?
FIRST STAGE: LAUNCH
The battle of the logos begins before NASA, or for that matter Star Trek, existed. In 1957, the United States was making plans for its first space flight. As part of a deliberately apolitical program called the International Geophysical Year, a satellite would circle the earth, gathering shareable scientific data during a stretch of peak solar activity. Rocketry, telemetry, and instrumentation had all advanced rapidly since the end of World War II, and it was perfectly reasonable to expect that research in the high atmosphere would move into orbit next. Project Vanguard had been announced and funded in 1955, and run by the U.S. Navy. The old National Advisory Committee for Aeronautics, known as NACA and founded in 1915, had been working on missile technology as well. Its first launch, initially scheduled for September 1957, was delayed till spring.
Как NASA имитирует жизнь на Марсе в Техасе
25 июня космическое агентство NASA запустило проект по симуляции жизни на Марсе, о котором сообщало еще в апреле. Четверо добровольцев в течение года будут жить в условиях, приближенных к марсианским — для этого было сконструировано помещение более 150 кв. м. Ученые космического центра имени Джонсона в Хьюстоне, Техас, где проходит эксперимент, надеются выяснить, как участники перенесут полет на Марс и как будут вести себя в экстремальных условиях на красной планете. Как проект выглядит изнутри — в фотогалерее Forbes
25 июня космическое агентство NASA начало эксперимент, во время которого четверо добровольцев в течение года проживут взаперти в помещении, имитирующем условия жизни на Марсе. «Среда обитания будет имитировать проблемы миссии на Марсе, включая ограниченность ресурсов, отказ оборудования, задержки связи и другие стрессовые факторы окружающей среды», — говорится в заявлении. Так, между участниками эксперимента и внешним миром установят даже 22-минутную задержку связи, как если бы она была у астронавтов при общении с Землей.
В смоделированной марсианской среде четыре участника будут выходить в «открытый космос», проводить роботизированные операции, изучать среду обитания и выращивать сельскохозяйственные культуры.
Добровольцы были отобраны еще в апреле, однако их имена хранились в тайне. Сейчас уже известно, что в закрытом пространстве 378 дней (а именно на столько рассчитан эксперимент) вместе проведут научный сотрудник Келли Хастон, инженер-строитель Росс Брокуэлл, врач скорой помощи Натан Джонс и микробиолог ВМС США Анка Селариу. Отбор «здоровых, целеустремленных» граждан США в возрасте от 30 до 55 лет для участия в первой из трех годичных миссий проходил еще в 2021 году.
NASA заявляет, что хочет сделать эксперимент максимально похожим на марсианский, что означает не просто изоляцию, но и дополнительные искусственные факторы стресса, такие как ограничение ресурсов, отказ оборудования и большие рабочие нагрузки.