Skoči na vsebino

Uspešni tridimenzionalni videoposnetki 4K iz vesolja in α7S II 

Z japonskega poskusnega modula, »KIBO« na mednarodni vesoljski postaji 

Fotoaparat α7S II je uspešno posnel prvo komercialno fotografijo 4K v vesolju.

Nov fotografski sistem, ki vključuje tudi α7S II, je bil nameščen na izpostavljeni del japonskega poskusnega modula KIBO na mednarodni vesoljski postaji. 

Iz največjega japonskega vesoljskega izstrelišča Tanegashima so 9. decembra 2016 za uporabo v mednarodni vesoljski postaji izstrelili japonsko tovorno vesoljsko plovilo H-II Transfer Vehicle (HTV), imenovano tudi KOUNOTORI. Na svojem krovu nosi enega od Sonyjevih revolucionarnih fotoaparatov α7S II, zato si bo na Zemlji mogoče ogledati posnetke iz vesolja v ločljivosti 4K ali videoločljivosti Full HD in fotografije z ločljivostjo 12 milijonov slikovnih pik.
Mednarodna vesoljska postaja se giblje po orbiti približno 400 kilometrov (249 milj) nad Zemljo s hitrostjo kakšnih 8 km/s (5 milj/s) in za en krog po Zemljini orbiti porabi približno 90 minut (16 orbit/dan), kar je hitreje od metka.
Zakaj so za uporabo v tem neverjetnem vesoljskem okolju uporabili prav fotoaparat α7S II in kaj želijo posneti s fotoaparatom α7S II? Pogovarjali smo se Toshitamijem Ikedajem, višjim inženirjem in strokovnim sodelavcem agencije JAXA, ki je odgovoren za zunanji sistem fotoaparata.

(Intervju je potekal 13. decembra 2016)

Za slike, ki jih je mogoče videti le iz vesolja

Nenavadni naravni pojavi in spreminjajoča se podoba Zemlje.

– Ali nam za začetek lahko poveste, kaj je naloga zunanje fotografske enote, kakšna sta njena funkcija in namen?

Naloga zunanje fotografske enote je posneti čiste slike Zemlje z mednarodne vesoljske postaje. S snemanjem izjemnih, tridimenzionalnih slik iz vesolja nečesa, kot je npr. huda nesreča na tleh, je na dogajanje na tleh mogoče pogledati širše kot s tal in oceniti na primer škodo ali obseg nesreče. S snemanjem neprekinjenih slik določenega mesta, npr. stalne točke opazovanja, lahko raziskujemo tudi okoljske spremembe. To lahko vključuje opazovanje barvnih sprememb v morju s snemanjem ognjenika pod morjem ali gibanja plavajočega ledu. S prepoznavanjem takšnih sprememb na Zemlji lahko izboljšamo razumevanje globalnih okoljskih vprašanj, prepričan pa sem tudi, da lahko s slikami, ki jih s tal ne moremo posneti, povečamo zanimanje za razvoj vesoljskih tehnologij. 

– S fotoaparatom α7S II je mogoče snemati tako videoposnetke kot fotografije. Kako boste razdelili ti dve vrsti uporabe?

Mislim, da je mogoče dinamične prizore, ko se tovorno vozilo, kot je KOUNOTORI, približuje ali oddaljuje od mednarodne vesoljske postaje, ali prizore japonskega arhipelaga, ki ga mednarodna vesoljska postaja prečka v smeri od juga proti severu, upodobiti zelo realistično z gibljivimi slikami. Po drugi strani pa fotografije zagotavljajo boljšo reprodukcijo barvnih odtenkov, kar je uporabno za analizo manjših sprememb, kot so barve oceanov ali gozdov.

Pričakovanja, povezana z visoko občutljivostjo fotoaparata α7S II in prvim videoposnetkom 4K, narejenim zunaj mednarodne vesoljske postaje

Zmogljivost snemanja Zemlje ponoči in vesolja s pravo osvetlitvijo

– Povejte nam prosim, zakaj ste za zunanjo fotografsko enoto na mednarodni vesoljski postaji izbrali prav α7S II.

Fotografski sistem zunaj postaje omogoča nadzor z Zemlje z daljinskim upravljalnikom in pošiljanje slikovnih podatkov. Zaradi tega je α7S II, ki že vključuje vgrajeni vmesnik USB in omogoča izvajanje ukaznih operacij, odlična izbira tako v smislu zunanje fotografske enote kot tudi v smislu enostavne tehnične obravnave. Poleg tega so pojavi, kot so polarni sij, meteorji in pogled na Zemljo iz vesolja ponoči, nekoliko drugačni, kot ko jih gledamo s površja Zemlje, zato je snemanje z visoko občutljivostjo, ki ga ponuja α7S II, izvrstno za nočne posnetke. Mednarodna vesoljska postaja za pot okoli Zemljine orbite porabi 90 minut in ob uporabi našega prejšnjega sistema nismo mogli niti pomisliti na nočno snemanje, ki je mogoče vsakih 45 minut. Veselim se učinkovitosti našega sistema in zmogljivosti snemanja tudi pri zelo slabi svetlobi ponoči.

– Menim, da so pričakovanja v zvezi s snemanjem videoposnetkov kakovosti 4K v vesolju prav tako visoka.

Seveda je zmogljivost snemanja videoposnetkov 4K pomembna. Komercialni fotoaparat na zunanji površini mednarodne vesoljske postaje bo za snemanje v kakovosti 4K uporabljen prvič. Z navdušenjem pričakujem posnetke, ki bodo bolj nazorni kot kadar koli doslej. Pravzaprav smo prvotno nameravali uporabiti α7S, a smo se leta 2016 odločili za model druge generacije α7S II, ki vključuje notranjo podporo za snemanje videoposnetkov 4K. Za namestitev smo imeli resnično zelo malo časa in tudi vnovično testiranje je bilo močno oteženo. Ker so ukazi, ki so na voljo v fotoaparatih α7S in α7S II združljivi in ker poleg tega uporabljata še enake senzorje, smo lahko nekatere elemente uporabili znova. Vendarle pa so se nekateri deli malce razlikovali – tako se npr. rahlo spremeni zaporedje, ko je vklopljeno napajanje, zato smo v zvezi s tem morali opraviti nekaj izboljšav.
Ko so nam Sonyjevi inženirji posredovali informacije o zadevah, kot so delne spremembe vdelane programske opreme in razlikah med fotoaparatoma α7S in α7S II, smo lahko pripravili potrebne ocene in izvedli potrebne prilagoditve in to predstavili kot poskusni modul KIBO.
Veselimo se možnosti, ki jih pri snemanju v ločljivosti 4K ponuja zunanja fotografska enota.

– Ali so razen video vsebin 4K še kakšne druge lastnosti, po katerih se ta fotoaparat razlikuje od prejšnje zunanje fotografske enote?

Prej je bila zunanja fotografska enota, nameščena na izpostavljeni del modula KIBO, nastavljena tako, da je vedno gledala proti Zemlji, zdaj pa imamo na voljo namestitev, ki omogoča premikanje enote po dveh oseh, kar pomeni, da jo lahko premikamo in snemamo vesolje, tudi ko je usmerjena proti Zemlji. Z zmogljivostjo fotografiranja Zemlje in vesolja iz različnih kotov bomo lahko posneli slike, kakršne doslej niso bile mogoče.

α7S II in objektiv [FE PZ 28–135 mm F4 G OSS] kot zunanja fotografska enota na mednarodni vesoljski postaji 

[Pogled od zunaj na japonski poskusni modul KIBO in mesto nastavka za fotoaparat]

Nastavek za fotoaparat je nameščen na konici japonskega poskusnega modula KIBO. S tega mesta je mogoče snemati tako Zemljo kot vesolje. Modul KIBO je opremljen z zračno zaporo in roko robota, zato je mogoče uporabiti poskusno ali opazovalno opremo ali ju po potrebi zamenjevati brez posredovanja astronavtov na zunanjosti plovila.

Vir: JAXA

Vir: JAXA

Japonski poskusni modul (JEM)

Japonski poskusni modul (JEM)

1. Tlačnovodni modul 2. Poskusni logistični oddelek za tlačnovodni modul (ELM-PS) 3. Zračna zapora za Jem 4. Oddaljeni sistem obravnave za JEM 5. Izpostavljeni del 6. Mesto za namestitev fotoaparata α7S II

IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP) in fotografska enota


IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP), fot. enota 

Številni preizkusi, namenjeni zagotavljanju varnega in stabilnega delovanja v vesolju

– Kako je pravzaprav prišlo do uporabe fotoaparata α7S II na mednarodni vesoljski postaji?

Ker je vesolje vakuum, tam ne pride do razpršitve vročine zaradi konvekcije. To težavo smo odpravili tako, da smo fotoaparat s pripadajočim objektivom namestili v ohišje iz aluminija, fotografsko enoto, pri čemer kar najtesnejši stik z ohišjem iz aluminija pripomore k uhajanju vročine. Fotografska enota je zaščitena z oblazinjenimi materiali in jo je kot del kot tlačnovodnega tovora dostavil japonski KOUNOTORI.

– Kakšne preizkuse je moral prestati fotoaparat, da bi ga lahko uporabili na mednarodni vesoljski postaji?

Najprej smo opravili preizkuse, s katerimi smo se želeli prepričati, da ne bo prišlo do okvare ali poškodbe fotoaparata zaradi kozmičnega sevanja. Preizkusili smo tudi, ali fotoaparat deluje v vakuumu in v okolju vesolja z ekstremnimi temperaturami. Morali smo se prepričati, da je odporen na tresljaje pri vzletu in da deluje, ne da bi povzročal kakršne koli elektromagnetne motnje.
Povrh vsega smo preizkusili tudi, kako sam fotoaparat prenaša električne ali elektromagnetne šume, ki jih povzroča druga oprema mednarodne vesoljske postaje. Preverili smo nemoteno upravljanje fotoaparata z Zemlje in zmogljivost ekstrahiranja slik. Preden je bil fotoaparat nameščen na izpostavljeni del modula, smo ga preizkusili v poskusnem modulu, kjer so astronavti živeli in nosili običajna oblačila. Skratka, opraviti smo morali najrazličnejše preizkuse, npr. vpliv škodljivih plinov ob izpustu, da bi zagotovili popolno odpornost fotoaparata na morebitni vpliv različnih dejavnikov.

Zunanja fotografska enota. Spodnji del okrogle oblike je objektiv. Okrogla odprtina v ohišju fotoaparata omogoča fotografiranje zunanjosti

Strojna oprema je v bistvu ostala nespremenjena

Zanesljiva tehnologija, ki ponuja izjemno prilagodljivost okolju  

– Ali so potrebne kakšne posebne priprave v zvezi z opremo, s katerimi bi poenostavili delovanje fotoaparata v edinstvenih okoliščinah, ki veljajo v vesolju? 

Če v tem okolju usmerite fotoaparat proti soncu, se temperatura zaradi sončne svetlobe postopoma močno poviša. Če pa ga usmerite stran od sonca, se temperature spustijo zelo nizko. Temperaturna razlika je lahko več kot 200 stopinj Celzija (390 stopinj Fahrenheita). Da bi ohranili razpon, ki omogoča normalno delovanje, za zaščito pred vročino uporabimo hladilnik, za zaščito pred mrazom pa grelnik.
Sama strojna oprema fotoaparata je skoraj nespremenjena. Izvedli smo številne preizkuse, s katerimi pa smo odkrili le nekaj malih težav. To dokazuje zanesljivost in prilagodljivost fotoaparata α7S II, kar pomeni, da ga lahko uporabimo v okolju vesolja takšnega, kot je.

– Povejte nam prosim, kako ste nastavili α7S II za uporabo v vesolju.

Zaradi upravljanja na daljavo z Zemlje smo deloma prilagodili vdelano programsko opremo tako, da lahko nastavitve snemanja spreminjamo s funkcijskimi ukazi. Skoraj vse nastavitve osvetlitve in druge nastavite je mogoče prilagajati na daljavo. Trenutno uporabljamo objektiv SELP28135G z električnim zoomom in stopnjo zooma lahko nadziramo s tal. Ker je zdaj na voljo zmogljivost videovsebin 4K, je mogoče posneti videodatoteko in jo poslati na zemljo, s čimer je celoten sistem bogatejši še za eno funkcijo. Poleg tega je zaradi lokacije, ki onemogoča zamenjavo baterije zdaj na voljo zunanje napajanje, ki ga je mogoče vklopiti ali izklopiti na Zemlji.

Fotoaparata α7S II ni treba spreminjati, niti če je opremljen z zmogljivim objektivom z zoomom (FE PZ 28–135 mm F4 G OSS).

Slike iz vesolja, ki burijo domišljijo in sanje

– Za katere ljudi želite, da bi videli vaše slike?

Pravzaprav upamo, da jih bodo videli vsi. V vsakdanjem življenju težko opazimo številne težave, s katerimi se sooča naš planet, če pa pogledamo na Zemljo iz vesolja, vas slike presunejo. Želim si, da bi razvneli svojo domišljijo s slikami in v sebi prebudili radovednost. Veselilo bi me tudi, če bi si slike ogledali otroci, ki bi si pozneje v večjem številu želeli pridružiti delu, povezanem z vesoljem – morda pri izdelavi fotoaparata za uporabo v vesolju. Prav zares bi bil srečen ob spoznanju, da smo s svojim delom naredili nekaj dobrega za prihodnost.

Način napajanja se je spremenil, saj je namesto baterij na voljo zunanje napajanje

Toshitami Ikeda

Toshitami Ikeda

Višji inženir, strokovni sodelavec
center za upravljanje in integracijo misij,
direktorat za tehnologije človeških poletov v vesolje
Japonska agencija za raziskovanje vesolja

Po diplomi na univerzi se pridruži organizaciji NASDA (Japonska nacionalna razvojna vesoljska agencija, trenutno JAXA). Sodeluje pri razvoju japonskega poskusnega modula KIBO in njegovi promociji. Na trenutnem položaju je od leta 2015.

Za ogled predstavljenih izdelkov kliknite spodaj