З самого початку NASA зрозуміло, що космічна фотографія відіграє життєво важливу роль у його місіях. Випускаючи у відкритий доступ знімки самотньої блакитної планети або кадри астронавтів під час виходу у відкритий космос, вони елегантно доносять до громадськості інформацію про свої досягнення та надихають майбутніх інженерів та вчених.
Згодом техніка фотографії розвивалася від наведення камери з вікна до використання потужних дзеркал та телескопів для зйомки віддалених об’єктів. Щоб поділитися цими зображеннями з усім світом, NASA необхідно було вирішити проблеми, пов’язані з фотографією та даними. Від оригінального фото Pale Blue Dot до нових знімків космічного телескопа James Webb, візуальний образ космічних досліджень завжди спирався на дані.
Ультрафіолетові, інфрачервоні та радіохвилі — як вони працюють?
Космос – мінливе місце, повне суворих умов та непередбачуваних факторів. Для зйомки такого мінливого об’єкта потрібно багато методів. Наприклад, великі ділянки галактики Чумацький Шлях не видно у видимому спектрі світла, адже вони приховані космічним пилом. Більшість спроб відобразити ці небесні тіла виявляються невдалими, але радіохвилі проходять крізь космічний пил.
Відкриття, подібні до радіохвильової зйомки, лежать в основі багатьох найбільш поширених методів, що використовуються в космічній фотографії. Ультрафіолетова фотографія дозволяє виявити позагалактичні планети та зірки, створюючи двовимірні зображення ультрафіолетового випромінювання. Для отримання зображень у крайніх точках світлового спектру інфрачервоні камери фокусуються на електронах, що випромінюють інфрачервоне випромінювання. А зйомка створює зображення шляхом сканування простору, присвоюючи кожному пікселю дані зображення для створення мозаїки космосу.
Ці методи вимагають величезної кількості даних для створення однієї фотографії. Це зображення центру Чумацького Шляху, отримане радіотелескопом MeerKAT в Південній Африці, є композицією з 20 окремих радіохвильових спостережень. Для створення панорами розміром 1000 на 600 світлових років знадобилося 70 терабайт даних радіохвильової зйомки та три роки обробки одного зображення.
Туди і назад
70 терабайт – це дуже багато даних, і це лише для одного зображення. Поточні місії постійно генерують такі дані, іноді до 100 терабайт на день. Зберігання даних на місці під час космічних польотів, а потім передача їх на Землю для обробки – ключові процеси у космічній фотографії.
Дані з супутників та камер збираються та зберігаються на борту космічних апаратів. Янів Яровичі, директор з маркетингу сегменту IoT компанії Western Digital, у статті для VentureBeat розповів про унікальні проблеми зберігання даних у космосі. Яровичі наголошує на важливості надійності та цілісності даних у таких випадках. Місія, подібна до космічного телескопа James Webb, вартує стільки грошей, часу і праці, що було б прикро втратити зібрані дані через зіпсований диск, що дрейфує десь у космосі.
Так само, оскільки ці місії фіксують те, що людство, можливо, ніколи не зможе повторити, дуже важливо, щоб дані були придатні для використання після повернення на Землю.
Захист даних
Цей рівень продуктивності повинен витримувати навантаження, що виникають при запуску ракети, виходу з атмосфери, суворі температури космосу і галактичні космічні промені. Ці цілі та перешкоди лежать в основі підходу, відомого як проектування надійності, пише Яровичі. Тому NASA спільно із Western Digital створили новий стандарт під назвою Design for Reliability який впроваджується у пристроях зберігання даних для їх надійного захищення.
Після того, як дані надійно збережені, різні космічні місії очікують їх передачі назад на Землю за допомогою радіохвиль. Але навіть тут надійність та цілісність є важливими факторами. Управління польотами ретельно контролює швидкість та обсяг передачі даних, щоб забезпечити їх цілісність. Ця вправа в балансі: дані не повинні перевищувати ємність сховища супутника і водночас запобігати втратам під час передачі. Варто зазначити, що ємність вбудованого твердотільного сховища на борту James Webb складає усього 68 ГБ.
Для візуалізації та поширення інформації про цю ретельну роботу NASA створило Deep Space Network Now у рамках програми NASA’s Eye. Deep Space Network Now дозволяє громадськості побачити в реальному часі зв’язок та передачу даних з різними поточними місіями NASA відображаючи панель приладів трьох основних комунікаційних антен в Іспанії, Австралії та США. Відстань, час у дорозі, бітрейт та інші показники малюють яскравий образ небезпечної подорожі даних.
Знімайте для зірок
Окрім користі для бізнесу та науки, космічна фотографія має вирішальне значення для поширення інформації про місію NASA. У той час як наука може бути важкодоступною, затуманеною технічною галузевою мовою та складною математикою, фотографії є універсальними. Ці знімки розповідають про те, куди ми дивимось і що ми бачимо. Це історія важкої роботи незліченних інженерів та вчених.
Зображення, отримані за допомогою JWST та інших апаратів, надихають людей сьогодні продовжувати рухатися вперед, продовжувати фантазувати та досліджувати. Це натхнення є основою багатьох наукових кар’єр, чи то астрофізик чи еколог. Вони можуть не приземлятися у космосі, але ці люди все одно приземляються серед наукових зірок.
Раніше ми повідомляли про те, як James Webb зазнімкував найдальшу зорю у Всесвіті.
За матеріалами The New York Times
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
