- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Камера, которая фотографирует Плутон

В течение многих десятилетий с момента открытия в 1930 году ученые не могли рассмотреть Плутон. Без качественных снимков они не могли ответить на основные вопросы по поводу его поверхности и атмосферы. Но во вторник New Horizons пролетел мимо Плутона и сделал массу снимков, которые долгое время будут заполнять учебники и музеи и приблизят исследователей к пониманию зарождения жизни в нашей Вселенной.

Важную роль в успехе экспедиции играют инструменты, которыми оснащена космическая станция New Horizons. Какие сложности преодолели [1] разработчики камеры Ralph, чтобы она могла спустя десять лет после запуска в космос порадовать нас отличными снимками?

image
Камера Ralph

Перепады температур

Камера Ralph похожа на обычную зеркальную камеру с фокусным расстоянием 75 мм и светосилой f/8.7. Но сделать её гораздо сложнее, потому что путешествие должно было занять девять с половиной лет минимум. Система должна справляться с влиянием космической среды — излучения, колебания температур — в течение этого срока.

Понижение температуры заставляет материалы сжиматься, при этом разные материалы сжимаются с разной скоростью. Разработчики приняли решение сделать Ralph из одного материала — алюминия, чтобы объем деталей менялся одновременно, сохраняя фокусное расстояние. Даже зеркала сделаны из алюминия, обработанного алмазом.

Только объектив выполнен из стекла.

image
Схема Ralph [2]

Нужно больше света

Другая сложность состояла в недостатке света. Ralph должен был делать снимки, используя только солнечный свет, достигающий Плутона. Вспышки на New Horizons не предусмотрено. Во время полёта New Horizons фотографировала сторону Плутона, направленную от Солнца — свет был отражен от Харона. «Это как делать фото, используя свет от четверти Луны на Земле», — комментирует старший инженер, ответственный за оптику в миссии.

Камеру разработали специально для таких условий освещенности, её нельзя перенастроить. Нельзя изменить размер диафрагмы. Устройство должно было получить минимальное количество фотонов и превратить их в изображение. Поэтому Ralph чрезвычайно восприимчив к яркому свету. Свет, отражённый от Луны или Земли, мог уничтожить Ralph, что заставило исследователей держать апертуру закрытой почти два года.

Спустя 20 месяцев после запуска, в 2007 году, New Horizons сфотографировал Юпитер и его луну.

image [3]

Нужно меньше массы

НАСА было нужно как можно больше топлива на борту New Horizons, поэтому все инструменты должны были обладать как можно меньшей массой. Разработчики сообщили агентству, какая масса будет у инструмента, но НАСА попросило сделать его еще легче, чтобы продлить путешествие.

В итоге Ralph весил 10,4 килограмма — ниже требований, озвученных агентством. При этом инструмент потребляет 7 ватт электрической энергии, как обычный ночник.

Времени на разработку было не очень много: команда надеялась спроектировать, построить и протестировать Ralph за 36 месяцев, но завершила работу через 22 месяца. После этого девять с половиной лет камера летела к Плутону. И достигла цели, находясь близко к нему в течении нескольких часов [4].

Автор: ivansychev

Источник [5]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/news/93955

Ссылки в тексте:

[1] сложности преодолели: http://www.theatlantic.com/technology/archive/2015/07/the-camera-behind-the-new-horizons-pluto-photos-ralph/398549/?single_page=true

[2] Схема Ralph: http://www.boulder.swri.edu/pkb/ssr/ssr-ralph.pdf

[3] Image: https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/d51/254/be5/d51254be568f46fd0b69cc71b8820bc5.jpg

[4] находясь близко к нему в течении нескольких часов: http://geektimes.ru/post/253516/

[5] Источник: http://geektimes.ru/post/253592/