Hore

Zvedavec na Marse

Ako ste sa už určite dopočuli, na planéte Mars pristál zvedavec zo Zeme. Ten sa tam teraz prechádza, fotí krajinky, skúma povrch a všetky data posiela domov. Takýmito novinkami nás bude zásobovať približne ďalšie dva roky. Akú fotovýbavu dostal do vienka a prečo na ňom nevisia D4ky a podobné high-endy sa dozviete práve v tomto článku.

História projektu Curiosity

Pre úplnosť si na začiatku pripomenieme históriu tohto projektu ako aj to, prečo bolo okolo pristátia na Marse také “haló“.

V sobotu, 26.11.2011 odštartovala z kozmodrómu na Floride najambicióznejšia misia NASA nesúca príznačný názov Curiosity (preklad: zvedavosť, zvedavec). Jej cieľom je skúmať či na červenej planéte niekedy existoval život (hoci aj na molekulárnej úrovni), aké sú na ňom podmienky v súčasnosti a aj to, prečo tam predchádzajúce misie objavili stopy po metáne. Metán je totiž “vedľajším produktom života“.

Po viac, ako ôsmich mesiacoch putovania po našej slnečnej sústavy nastáva v kontrolnom stredisku NASA ruch, nervozita, všetci s napätím sledujú ako dopadne pristávací manéver. Takýto manéver doteraz nemal v histórii obdobu. Predstavte si, že misia za viac, ako dve a pol miliardy dolárov závisí od manévru, pri ktorom nikto nevie, ako dopadne. Sonda vážiaca viac ako tonu musí najskôr preletieť atmosférou stokrát tenšou ako tá zemská, následne prudko spomaliť pomocou nadzvukového padáku a potom sa na lanách z raketovej platformy spustiť na povrch. Znie vám to šialene? Interný názov NASA pre tento manéver znel „Sedem minút teroru“. A nie nadarmo – simuláciu tohto manévra si môžete pozrieť v priloženom videu.


Zrazu v riadiacom stredisku JPL NASA v Kalifornii nastáva výbuch radosti. Na veľkom monitore všetci oslavujú fotografiu, na ktorej vidno prašnú pôdu, veľký tieň a v ľavom hornom rohu kúsok kolesa.


Prvá fotografia (zdroj – engadget.com).

Canon? Nikon? Nie! Kodak.

Z pohľadu fotografa treba povedať, že prvý snímok nestál za veľa. Zaprášená optika, silný fish-eye efekt, nízke rozlíšenie. Žiaden strach, táto snímka bola zhotovená jednou z ôsmich sekundárnych kamier s nízkym rozlíšením.

Rover Curiosity disponuje dokopy až sedemnástimi rôznymi fotoaparátmi a kamerami. Poďme si ich teda v krátkosti predstaviť. Za zmienku ešte stojí, že v týchto zobrazovacích zariadeniach by ste márne hľadali rukopis našich najvyspelejších pozemských výrobcov. Všetky snímače pre Curiosity totiž dodala firma Kodak.


17 kamier – zdroj – nasa.gov

Hazcam

Hazcam je skratkou pre označenie Hazard-Avoidance camera. Sú to kamery snímajúce povrch okolo a pod roverom, a majú zabrániť tomu, aby narazil na nejakú prekážku, alebo sa nedostal na povrch, ktorý by mu nemusel vyhovovať.

Celkovo ich na zariadení nájdeme 8, usporiadané v pároch vpredu a vzadu, nakoľko rover sa vie pohybovať rovnako dobre dozadu, ako dopredu. Čo sa techniky týka, nie je to však žiadna revolúcia. Jedná sa o malé 1MPx kamery so 124° uhlom záberu, ktoré sú chránené ochranným sklom. Práve zašpinenie tohto skla bolo hlavným dôvodom nízkej kvality prvej série snímkov, ktoré sme mali možnosť vidieť. Tieto nečistoty boli však čoskoro odstránené drobnými pyrotechnickými zariadeniami a teraz môžu Hazcams využívať svoj potenciál naplno. V budúcnosti budú využívané aj na zhotovovanie 3D snímkov objektov v blízkosti pre uľahčenie navigácie robotického ramena pri zbere vzoriek.


Fotografia kamery Hazcam po očistení ochranného skla  (zdroj - spectrum.ieee.org)

Navcam

Táto skratka označuje navigačnú kameru. Rover ich má dva páry a sú umiestnené po stranách “veže“, v ktorej sa okrem toho nachádzajú aj najvýkonnejšie fotoaparáty, laser a chemický spektrometer. Ale o tom neskôr. Navcams zobrazujú fotografiev  rovnakom rozlíšení ako Hazcams, avšak ich uhol záberu je 45°, majú pevnú clonu f/12 a zobrazujú štvorcové zábery.


Fotografia zhotovená ľavým Navcamom  (zdroj – nivnac.co.uk). 

MARDI

Je prvou z kamier s vyšším rozlíšením, ktoré si predstavíme. Snímala už počas zostupu roveru k povrchu a vďaka nej sme mohli neskôr vidieť, ako takýto zostup vyzeral.

>>> http://www.wired.com/wiredscience/2012/08/curiosity-descent-video/ <<<

MARDI má širokouhlú optiku, rozlíšenie 2 MPx a jej srdce tvorí CCD snímač s klasickou Bayerovou mriežkou. Na obrázku vidíme, ako toto zariadenie vyzerá. Pre porovnanie – švajčiarsky nožík ktorý vidíme má dĺžku 88,9mm.


MARDI –zdroj- Malin Space Science Systems.

MAHLI

Pokiaľ chceme nejaký marťanský "šuter" vidieť zblízka a detailne, musíme sa k nemu aj blízko dostať. Márne by ste však hľadali nejaký výkonný zoom. Pekne postarom. MAHLI sa dostane ku fotografovaným objektom na vzdialenosť menej ako 1,9 cm pomocou robotického ramena. Jeho rozlíšenie je rovnako ako pri MARDI 2MPx, no dokáže sa správať ako mikroskop a rozoznať materiál s presnosťou na 15 mikrónov, čo je približne polovica hrúbky ľudského vlasu. Pekný makráč však? MAHLI môže pracovať cez deň aj v noci, pričom si svieti štyrmi bielymi LED diódami, alebo dvomi UV diódami, pomocou ktorých vie objaviť fluorescentné minerály.


MAHLI (zdroj - Malin Space Science Systems).

Fotografie produkované touto kamerou budú kalibrované pomocou doštičky, veľkej ako moderný smartfón, na ktorej sa nachádzajú farebné čipy, “schodíky“ pre priestorové určenie hĺbky a americkú pencu vyrazenú v roku 1909 ako referenčný objekt pre určenie veľkosti vzorky. Použitie tejto mince nie je náhoda, je to dlhoročná tradícia geológov na určovanie rozmerov odobraných hornín.


Kalibračný terč kamery MAHLI (zdroj - nasa.gov)

MASTCAM 34 & MASTCAM 100

Na záver sa konečne dostaneme k “ťažným koňom“ celého zobrazovacieho ústrojenstva Curiosity. Dve pôsobivé takmer identické kamery uložené približne 2 m nad povrchom Marsu nám umožnia červenú planétu vidieť asi tak, akoby sme sedeli za pomyselným volantom roveru. Ale nie len to. V prednej časti týchto kamier je možné kombinovať rôzne filtre, ktoré umožňujú zobrazovať obraz od spektra viditeľného až po takmer IR spektrum.


MASTCAM 100  (zdroj - nasa.gov)

Rovnako tu nájdeme rôzne farebné filtre alebo klasický ND filter. Relatívna blízkosť týchto dvoch kamier im umožňuje obraz kombinovať a vytvárať aj 3D zobrazenie. A čo vyváženie bielej? Prirodzené osvetlenie na Marse ťahá obraz do červených farieb, čo je spôsobené množstvom prachu v atmosfére.

MASTCAMs sú schopné toto redukovať a produkovať fotografie v prirodzenejších farbách. Samozrejme toto nastavenie sa dá aj vynulovať a my môžeme vidieť reálny pohľad.

Jednou z hlavných požiadaviek na konštruktérov optík na Curiosity bolo pridanie teleobjektívu. Predchádzajúce rovery Spirit a Opportunity boli vybavené len optikami zobrazujúcimi okolie s podobným uhlom pohľadu, ako ľudské oko. MASTCAM 100 je vybavený optikou so 100 mm vzdialenosťou, ktorá mu umožňuje trikrát vyššie rozlíšenie detailov, ako mali predchádzajúce kamery.


MASTCAM 34 (zdroj - nasa.gov)

Pre predstavu – dokázala by napríklad zo vzdialenosti približne 750 m rozlíšiť či hrá tlupa marťankov basketbal, alebo futbal. Optika MASTCAM 100 má okrem iného pevnú clonu f/10 a uhol pohľadu 5,1°. Obidve kamery majú zhodnú zaostrovaciu vzdialenosť približne 2,1 m až nekonečno a rozlíšenie 2MPx. MASTCAM 34 má optiku s ohniskovou vzdialenosťou 34 mm, pevnú clonu f/8 a zobrazovací uhol 15°. Obidve kamery môžu snímať 360° panoramatické zábery  pomocou spojenia asi 150-tich samostatných fotografií nasnímaných pomocou pomalej rotácie veže, na ktorej sú umiestnené. Obidve kamery môžu tiež zhotovovať 720p HD video s rýchlosťou 10fps.

Kamerou MASTCAM 34 bola nasnímaná aj jedna z prvých panorám povrchu Marsu, ktorú sme mali možnosť vidieť. Táto fotografia je vyskladaná z približne 130-tich fotografií.


Farebná panoráma povrchu Marsu. Čierne časti sú  časti fotografie, ktoré zatiaľ nedorazili 
(zdroj - americandigest.com)

Panorámu si môžete pozrieť aj tu! A interaktívne. Zatiaľ má iba 0,21 gigapixelu, ale časom sa bude rozrastať. V dolnom paneli si môžete pozrieť zaujímavé snapshoty od užívateľov. Možno sa na tom Marse aj niečo objaví.

Táto fotografia nasnímaná kamerou MASTCAM100 nám ukazuje použitie algoritmu na úpravu farebnosti povrchu a zároveň aj v plnom rozlíšení svoju schopnosť zachytávať detaily. V príloženom linku si môžete pozrieť originál fotografie pred "vesmírnym WB" a názornú ukážku vzdialeností objektov.

Krajinka snímaná MASTCAMom100 - zdroj - photojournal.jpl.nasa.gov 

Prečo len 2MPx?

S veľmi vysokou pravdepodobnosťou ste si počas posledných piatich rokov kúpili nový mobilný telefón, ktorého fotoaparát tromfne rozlíšenie všetkých fotoaparátov a kamier roveru Curiosity. Lenže netreba zabúdať na stále dookola omieľané, že rozlíšenie nie je všetko.

Dbať sa muselo na veľmi veľa iných faktorov. Zatiaľ čo mobily na našej zemi operujú na vysokorýchlostných sieťach, prenos medzi Curiosity a Zemou funguje na princípe starých dobrých UHF vĺn. A zatiaľ čo my frfleme na FUP pri prekročení limitu dát Curiosity môže na Zem denne poslať len 31,25MB dát.

A to zďaleka nie sú len fotografie, ale aj údaje od mnohých iných vedeckých prístrojov. Rovnako treba myslieť na to, že tieto prístroje boli vyvíjané 8 rokov dozadu. Zdržanie nastalo aj kvôli samotnému faktu, že štart misie bol kvôli technickým problémom odkladaný viac, ako dva roky.

Rovnako bolo treba myslieť aj na spotrebu energie. Curiosity disponuje len jednou plutóniovou batériou bez možnosti dobíjania.

Ďalšou veľkou otázkou bol typ senzoru. Vedci sa vtedy priklonili k už dobre známemu senzoru Kodak Kai 2020, s ktorým mali skúsenosti a kvôli jednotnosti technickej platformy ho aplikovali do všetkých hi-res zariadení na roveri.

Je síce pravdou, že dnešné CMOS senzory v mobiloch sú spoľahlivé a majú možno nižší odber energie, v roku 2004 tomu tak nebolo. Netreba preto zúfať. Spojením mnohých 2MPx fotografií možno vytvoriť aj veľmi detailné a pôsobivé zábery. Dôkazom toho môže byť aj tento detailný autoportrét roveru Curiosity.


HI-RES autoportrét Curiosity  (zdroj - nasa.gov).

Prianie na záver

Radi by sme na záver Curiosity popriali nech sa jej misia vydarí, problémy nech sa jej vyhýbajú, mnoho dobrých záberov, krásnych krajiniek a pokiaľ sa bude veľmi snažiť a vo svojom fotografickom umení stále zlepšovať, možno to raz dotiahne aj na Fotografiu dňa na ePhoto.sk :-)

Komentáre

Pridaj komentár Pridaj komentár Zobraziť posledný príspevok
Ramair
2012-08-28 14:01:24
"V sobotu, 26.11.2012 odštartovala z kozmodrómu na Floride najambicióznejšia misia NASA " preklep v datume?
 
Timotej Jančár
2012-08-28 14:18:30
Vďaka - opravené!
 
DEVOTEE
ocenenie redakciou 2012-08-28 14:53:52
skvelý "stroj"....mne srdcu blízka planetka... vyprahla, plna prachu a kameniva...
 
Jozef Krajčo
externý redaktor 2012-08-28 14:59:01
Sledoval som pristatie. Obdivuhodny zazitok. Klobuk dole pred mudrymi ludmi, ktory to cele zrealizovali. Zial vela populacie sa pre taketo giganticke vitazstvo ludskeho umu nevie nadchnut.
Ked vsak nevyhra ich favorit v brainwashing reality show, tak to teda su ohnive reakcie...

Skvely clanok, ktory mnohe objasnuje notorickym pochybovacom. Hlavna tema v reakciach nielen vo svetovych mediach bola otazka preco taka slaba kvalita fotografii prichadza z Marsu a preco len ciernobiele (za zaciatku). Samozrejme to bolo pripisovane konspiracnej teorii v ktorej nas NASA so svojimi navstevami v kozme iba klame
 
Azimut
2012-08-28 15:21:45
Niečo úžasné. Baľšaja téchnika
 
Juraj Lacko
2012-08-28 16:13:27
Prespekulovane do posledneho detailu. Nenadarmo davaju tym hlavam jest
 
Kuban
2012-08-28 16:30:21
zaujimaju ma taketo clanky, takze v prvom rade diky autorovi . Len pre zaujimavost nejake info pre tych, co nemaju cas a zaujimaju ich nejake drobnosti tak: tento robotik vazi 900 kg a okrem fotacikov ktore su spomenute v clanku ma vraj aj nejaky laser ktorym moze skumat predmety do vzdialenosti 7 m. Dalej ma aj roboticke rameno ktore je schopne vyvrtat do Marsu otvor 6 cm a odobrat vzorky. Vie zaznamenat vyskyt metanu (vraj metan sprevadza existenciu zivota) a na palube ma chemicke laboratorium. Plutoniova bateria ma vydrz na cca 10 rokov prevadzky tejto masinky no mechanika tohto stroja pravdepodobne tak dlho nevydrzi. Skumat Mars by preto mala len 2 roky. Cely projekt Curiosity stal 2,5 miliardy dolarov.
 
MarianDLL
2012-08-28 17:11:25
Tím NASA je rozdelený 50/50 na prívržencov Canonu a Nikonu. Keďže sa nevedeli dohodnúť, ktorý foťák tam vyslať, rozhodli sa pre Kodak. To je jasné jak facka.
OK, to bol vtip
Curiosity prajem dobré svetlo a veľa trpezlivosti s tými 2 Mpix foťáčikmi pri skladaní hi-res panorám
 
davidwagner
2012-08-28 19:08:11
super článok, ďakujem !
 
tomatito
ocenenie redakciou 2012-08-28 19:24:58
chcem plutoniovu baterku do mojho laptopu..kde kupim?
 
lu_boss
2012-08-28 20:49:22
príspevok od: tomatito
chcem plutoniovu baterku do mojho laptopu..kde kupim?
...mechanika Tvojho notebooku by to nemusela vydrzat, necital si pozorne ?
 
juko
2012-08-28 21:26:39
jeden malý preklep: "fotografiev rovnakom rozlíšení"

inak veľmi zaujímavý článok vďaka zaň
 
seifi
2012-08-28 21:36:27
je asi fajn byť u takýchto projektov; no nech sa im darí ako doposiaľ; vďaka za článok;
 
keko
2012-08-28 22:49:55
Netusim, preco je v clanku napisane :
Za zmienku ešte stojí, že v týchto zobrazovacích zariadeniach by ste márne hľadali rukopis našich najvyspelejších pozemských výrobcov
Kto urobil prvy digtalny aparat?
Kto urobil prvu digitalnyu zrkadlovku?
Kto ma dodnes v ponuke najvacssie cipy?
Koho cipy pouzivaju skoro vsetky zadne steny na strednych a velkych formatoch?
Koho linearne snimace pouzivaju vsetky profi skenery na svete?
Koho cip bol prvy vo vesmire?
Kto je jeden znajvyznamnesjich sponzorov NASA?
Kto vlastni/vlastnil najvacsie portfolio patentov v oblasti digitalnej fotografie?
Nebude to to TEN umierajuci Kodak?

Ale rozhodne pekne citanie
 
fotograficek
2012-08-29 08:13:58
Dobrý článok veľmi zaujímavý
 
hladacvody
2012-08-29 09:12:14
super clanok,dufam,ze satam pojdem niekedy pozriet....
 
mato.draho
2012-08-29 09:51:18
Prečítané na jeden dúšok... Diki za podelenie sa so zaujímavými info
 
hombreee
2012-08-29 15:19:22
Pekny clanok.

Len jedna poznamka To rozlisenie senzorov nema nic spolocne so spotrebou energie. Ta plutoniova bateria dokaze tomu tonovemu vozidlu a mnozstvu jeho pristrojov a mechanickych casti dodavat energiu 14 rokov. Energia pre senzory s vacsim rozlisenim a pre prenos vacsich objemov dat by nebol ziadny problem. Problem je v tom obmedzenom objeme dat ktore dokaze sonda poslat na zem, ako je v clanku spomenute, cca 30mb za den. Posiela ich cez satelity obiehajuce okolo marsu a aj to len v case ked su v "dohlade" co je dohromady asi tak 15 minut. Nehovoriac o tom ze tie satelity nie su zrovna najnovsieho vydania
 
Timotej Jančár
2012-08-30 09:43:15
Vašu pozornosť by som chcel upriamiť ešte na jednu nádhernú plne farebnú panorámu. Oplatí sa hodiť na Full-Screen!
 
Timotej Jančár
2012-08-30 09:55:06
Jo....ešte aj link! http://www.panoramas.dk/mars/greeley-haven.html
 
tomis.ales
2012-08-30 10:54:54
príspevok od: Kuban
zaujimaju ma taketo clanky, takze v prvom rade diky autorovi . Len pre zaujimavost nejake info pre tych, co nemaju cas a zaujimaju ich nejake drobnosti tak: tento robotik vazi 900 kg a okrem fotacikov ktore su spomenute v clanku ma vraj aj nejaky laser ktorym moze skumat predmety do vzdialenosti 7 m. Dalej ma aj roboticke rameno ktore je schopne vyvrtat do Marsu otvor 6 cm a odobrat vzorky. Vie zaznamenat vyskyt metanu (vraj metan sprevadza existenciu zivota) a na palube ma chemicke laboratorium. Plutoniova bateria ma vydrz na cca 10 rokov prevadzky tejto masinky no mechanika tohto stroja pravdepodobne tak dlho nevydrzi. Skumat Mars by preto mala len 2 roky. Cely projekt Curiosity stal 2,5 miliardy dolarov.
Este by som dodal rychlost vozitka, ktora je vraj 30m/hod.
 

Ďalší článok z kategórie

Inzercia

ČLÁNKY - aktuálne diskutované