Преминаване към съдържанието

Увличащи 4K видеоклипове от космоса, успешно уловени от α7S II 

От японския експериментален модул "KIBO" на Международната космическа станция 

α7S II успешно засне първия 4K кадър в космоса, правен някога с фотоапарат от търговско ниво.

Новата система фотоапарати, включваща α7S II, беше монтирана върху изложената апаратура (ИА) на японския експериментален модул KIBO на Международната космическа станция (МКС). 

Товарното превозно средство H-II, KOUNOTORI, японският космически летателен апарат за превоз на товари, обслужващ Международната космическа станция, беше пуснат в действие от най-големия в Япония комплекс за изстрелване на ракети, космическия център Танегашима, на 9 декември 2016 г., като на борда си пренесе един от революционните фотоапарати на Sony – α7S II. Това дава възможност на нас на Земята да видим изображения, уловени от Космоса с 4K или full HD видео разделителна способност, както и 12 мегапикселови снимки.
Международната космическа станция обикаля в орбита от около 400 километра (249 мили) над земята със скорост от грубо 8 км/сек (5 мили/сек) и изпълнява една орбита на земята за около 90 минути (16 орбити/ден) – по-бързо от куршум.
Защо α7S II беше избран за фотоапарат, който да бъде използван в невероятната околна среда на космоса и какъв тип обекти се надяват да заснемат с α7S II? Разговаряхме с Тошитами Икеда, младши главен инженер на JAXA, който отговаря за системата външни фотоапарати.

(Интервюиран на 13 декември 2016 г.)

Да се предоставят изображения, видими единствено от космоса

Необичайни природни феномени и променящият се вид на Земята.

– За начало бихте ли ни разказали за мисията, ролята и целта на външния фотоапарат?

Мисията на външния фотоапарат е да записва ясни изображения на Земята от Международната космическа станция. Чрез улавяне на изключителни, увличащи изображения от космическото пространство на неща, като например бедствия в големи мащаби на Земята, можете да разберете аспекти на ситуацията, които не могат да се видят от Земята, като щети и обхват на въздействието. Освен това можем да изследваме екологични промени чрез заснемане на поредица от снимки на конкретно място, като наблюдение на фиксирана точка. Това би могло да бъде разглеждане на изменението на цвета на морето чрез направата на снимки на подводен вулкан или наблюдение на движението на плаващи ледени блокове. Чрез разпознаването на тези видове промени на Земята можем да допринесем към разбирането на глобални екологични проблеми, а освен това вярваме, че предаването на изображения, които са невидими от Земята, ще доведе до увеличен интерес към развитието на аеронавтиката. 

– α7S II може да заснема както филми, така и неподвижни изображения. Как разделяте тези две приложения?

Мисля, че динамични сцени на товарни превозни средства като KOUNOTORI, който се приближава към или отдалечава от Международната космическа станция, или на японския архипелаг от Международната космическа станция, който прекосява от юг до север, могат да бъдат предадени много реалистично с движещи се изображения. От друга страна, неподвижните изображения предлагат по-добро възпроизвеждане на цветните оттенъци, а това може да бъде използвано при анализ на по-неуловими промени, като при цветовете на океаните и горите.

Очаквания, свързани с високата чувствителност на α7S II и първото 4K видео, заснето от външната страна на Международната космическа станция

Възможност за улавяне на Земята през нощта и за ярко заснемане на космическото пространство

– Разкажете ни защо като външен фотоапарат беше избран α7S II.

Системата фотоапарати от външната страна на станцията се регулира от Земята чрез дистанционно управление и предава данни с изображения. Това направи α7S II, който има вече вграден USB интерфейс и може да борави с командни операции, отличен избор както като външен фотоапарат, така и с оглед на лесното технически боравене. В допълнение, явления, като например Северното сияние или метеорите, или Земята, погледната нощем от Космоса, са малко по-различни, отколкото при наблюдение от Земята, така че заснемането с висока чувствителност, което α7S II предлага, е перфектно за нощни снимки. Международната космическа станция прави една орбита около Земята на всеки 90 минути, а използвайки нашата предишна система, дори не можехме да си помислим за заснемане през нощта, която настъпва на всеки 45 минути. Очаквам с нетърпение неговата работа и възможността да снима дори и при много ниска осветеност през нощта.

– Смятам, че очакванията за заснемане на 4K видео в космоса също са високи.

Разбира се, важен момент е и че могат да бъдат записвани 4K филми. Това ще бъде първото осъществяване на 4К заснемане чрез фотоапарат от търговско ниво, монтиран от външната страна на Международната космическа станция, и очаквам с голямо нетърпение да бъдат уловени по-ярки кадри от всякога. Всъщност първоначално планирахме да използваме α7S. После, през 2016 г. беше взето решение да го заменим с този модел от второ поколение, α7S II, предлагащ вградена поддръжка на запис на 4К филм. Имаше много малко време за монтажа му, а повторното тестване беше трудно. Беше страхотно, че командите на α7S и α7S II са съвместими и че освен това използват едни и същи сензори, което означаваше, че можем да напреднем с някои елементи. Въпреки това някои части и софтуерът леко се различаваха – например последователността при включване на електрозахранването е незначително различна, така че беше необходимо да направим малко настройки.
Когато инженерите от Sony ни предоставиха информацията относно частични промени във фърмуера и разлики между α7S и α7S II, успяхме да изпълним нужните оценки и настройки и да го занесем на KIBO.
Много сме развълнувани от възможностите за заснемане на 4K, които външният фотоапарат предлага.

– Освен 4K видео има ли други разлики от предишния външен фотоапарат?

Преди външният фотоапарат, прикрепен към изложената апаратура на KIBO, беше настроен по такъв начин, че винаги да е насочен към Земята, но сега имаме закрепване, което позволява движение в 2 оси, което означава, че дори и когато сме насочени към Земята, можем да го движим и да улавяме космоса. Тази възможност за улавяне на Земята и космоса от различни ъгли ще позволи заснемането на изображения, което до момента не беше възможно.

α7S II и обектив [FE PZ 28-135 мм F4 G OSS], одобрени като външен фотоапарат на МКС 

[Външен изглед на японския експериментален модул KIBO и място за байонет на фотоапарата]

Байонетът на фотоапарата е разположен на върха на японския експериментален модул KIBO. Оттук е възможно да бъдат заснети както Земята, така и космосът. Модулът KIBO има въздушен шлюз и ръка-робот, които позволяват извършването на експерименти и поставянето на място или преместването на наблюдателното оборудване на място според нуждите, без да са необходими действия извън превозното средство от страна на астронавтите.

Източник: JAXA

Източник: JAXA

Японски експериментален модул (JEM)

Японски експериментален модул (JEM)

1. Модул под налягане 2. Експериментален логистичен модул – участък под налягане 3. Въздушен шлюз на JEM 4. Дистанционна манипулационна система на JEM 5. Открита апаратура 6. Място за монтаж на α7S II

IVA-сменяема малка изложена тестова платформа (i-SEEP) и блок на фотоапарата


IVA-сменяема малка изложена тестова платформа (i-SEEP) и блок на фотоапарата 

Поток от тестове, за да се гарантира безопасната и стабилна работа в космоса

– Как всъщност α7S II достигна до Международната космическа станция?

Тъй като космосът е вакуум, топлината не се разсейва чрез въздушна конвекция. За да бъде преодоляна, фотоапаратът, заедно със своя обектив, са поставени в алуминиев корпус, блокът на фотоапарата, а увеличаването до възможно най-голяма степен на контакта с този алуминиев корпус спомага за напускането на тази топлина. Блокът на фотоапарата беше защитен чрез буферни материали и беше пренесен като част от товар под налягане, доставен от японския KOUNOTORI.

– Какъв тип тестове бяха необходими, за да може фотоапаратът да бъде използван на Международната космическа станция?

Най-напред започнахме с тестове, за да се уверим, че фотоапаратът не се е повредил или счупил от космическата радиация, и също така тествахме дали той би могъл да работи във вакуум и в екстремната термична околна среда на космоса. Трябваше да се уверим, че той може да издържи на вибрациите при излитане и да работи, без да води до електромагнитни смущения.
Освен това тествахме дали самият фотоапарат би могъл да понесе електрическия и електромагнитния шум, генерирани от друго оборудване на МКС, а също така трябваше да се уверим, че той би могъл да бъде управляван безпроблемно от Земята и че бихме могли да извличаме изображенията. Преди фотоапаратът да бъде закрепен върху изложената апаратура, той беше поставен в експерименталния модул, където астронавтите живеят и работят, носейки обикновено облекло, така че трябваше да бъдат направени всякакви видове тестове, за да се гарантира, че нищо не би им повлияло, като например отделянето на вредни газове.

Действителният външен блок на фотоапарата. По-ниската кръгла форма е обективът. Кръглият отвор в обвивката позволява обективът да снима навън

Хардуерът по същество е немодифициран

Надеждна технология, която предлага изключителна устойчивост в околната среда  

– Има ли специални мерки за оборудването, които улесняват работата на фотоапарата в уникалните условия на космоса? 

В тази околна среда, ако насочите фотоапарата към слънцето, слънчевата светлина постепенно повишава температурите до много високи стойности. Обратно, насочването му встрани от слънцето води до извънредно ниски температури. Температурната разлика може да бъде над 200 градуса по Целзий (390 градуса по Фаренхайт), така че използваме радиатор, който да се справи с топлината, и нагревател за студа, за да можем да останем в работен диапазон.
Самият хардуер на фотоапарата е почти непроменен. Извършихме множество тестове, но почти нямахме проблеми. Доказателство за надеждността и устойчивостта на α7S II е, че можем да използваме фотоапарата в тази околна среда по начина, по който беше.

– Разкажете ни как α7S II беше настроен за използване в космическото пространство.

Тъй като той се управлява дистанционно от Земята, променихме част от фърмуера, така че да можем да променяме настройките за заснемане чрез работни команди. Почти всички настройки за експонацията и други настройки могат да бъдат регулирани дистанционно. Сега използваме вариообектива с електрозадвижване SELP28135G и размерът на вариото може да се регулира от Земята. Също така, тъй като сега имаме възможност за 4К видео, можем да записваме видео файл и да го предадем към Земята като допълнителна функция на цялата система. В допълнение имаме външно електрозахранване, тъй като смяната на батерията може да е трудна предвид нейното местоположение, и захранването може да бъде включвано и изключвано от Земята.

Дори и оборудван с вариообектива с електрозадвижване (FE PZ 28-135 мм F4 G OSS), α7S II се побира в кутията без промени.

Разширяване на въображението и разрастване на мечтите с изображения от космоса

– Какъв тип хора бихте желали да видят снимките, които правите?

Всъщност, всякакъв тип хора. Много от проблемите на Земята е трудно да бъдат оценени в ежедневния живот, но когато погледнете надолу от космоса, наистина ви просветва. Иска ми се въображенията да бъдат разширени от снимките, а любопитството да бъде разбудено. Също би ми доставило удоволствие, ако децата някъде там видят снимките и повече от тях пожелаят да работят в свързана с космоса област – може би в създаването на фотоапарат за употреба в космоса. Би било наистина удовлетворяващо да почувстваме, че сме допринесли за възпитанието на бъдещите поколения.

Методът на електрозахранване беше променен, като батерията е заменена с външно електрозахранване

Тошитами Икеда

Тошитами Икеда

Младши главен инженер
Център за мисии и интеграция,
Дирекция "Технологии за полети на хора в космоса"
Японска Агенция за изследване на космическото пространство

Завършил висше образование, присъединил се към NASDA (Националната Агенция за космическо развитие на Япония, понастоящем – JAXA). Участва в разработването и популяризирането на японския експериментален модул KIBO. На настоящата позиция от 2015 г.

Щракнете по-долу за актуални продукти