NASAの非常識な宇宙写真の背後にある技術

宇宙で最初に撮影に成功した物体は何でしたか?

月、1840年にさかのぼります。猿は見ます、猿はします。

天体写真は、私たちの自然界の不思議を素人が利用できるようにします。それは上の天国を垣間見ることができ、あらゆる時代の最も偉大な精神が畏敬の念を抱いて上向きに見なければならないものに私たちを近づけます。

謙虚?絶対に。天体写真家は、私たちの地上の視野をビロードのような暗闇の帯に制限する障壁をどのように破り、各天体は光のピン刺しになりますか?

宇宙写真の歴史

20世紀になると、これまでの望遠鏡の能力をはるかに超えた望遠鏡が登場しました。宇宙時代は文化的に熱狂を生み出し、そこにあるものについての完全な開示に対する国民の欲求を刺激しました。 NASAは喜んで義務付けました。

1972年12月7日、アポロ17号の乗組員が月の目的地に向かって上向きに気を配りながら、地球の栄光を遠くに描いた象徴的なブルーマーブルの画像を撮影しました。これは、80mmを搭載したハッセルブラッドカメラで撮影されました。 Zeissレンズ、予定外で、瞬間の暑さの中。

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それ以来、多くの無人の努力が、この世のものとは思えない天体写真のライブラリに貢献してきました。おそらく、NASAの現在の兵器庫の中で最も広く知られ、愛されているのは、ハッブル宇宙望遠鏡であり、光学的に調査および調査するために使用されるいくつかのツールが装備されています。地球の大気に傷つけられていない画像をキャプチャすることができ、1990年以来私たちを取り巻くものの忘れられない画像を提供してきました。

広視野カメラ(略してWFC3)は、可視光と紫外線および赤外線の画像を拾い集めることができます。 COSとしても知られているその宇宙起源分光器は、特に紫外線を専門としています。遠くのクエーサーと動いている遠くの銀河の画像は、他の方法では決して理解できない方法で生き生きとしています。

私たちの宇宙の未来を見据えて、掃天観測用高性能カメラACSは、深宇宙の最も遠く、最も離れた場所を研究するために使用されます。暗黒物質を検出できる高感度の機器であり、地球上で見られるものをはるかに超えた恐ろしい現実を見せてくれます。

それらの初期の進出以来、宇宙開発競争におけるビッグテックの役割はますます顕著になっています。私たちの将来はどうなるのでしょうか?

NASAの宇宙写真の背後にある技術

NASAの宇宙写真の最新作は、火星オデッセイオービターの助けを借りて可能になったTHEMISプログラムからの新しい写真です。この熱画像システムは現在、火星の表面の鉱物分布の研究に専念しています。

あなたがたまたま勉強している時代に関係なく、あなたはすべての交差点で宇宙写真の技術を支持するいくつかの核となる信条を見つけるでしょう。では、NASAはどのようにして宇宙の写真を撮るのでしょうか?

宇宙写真の種類

宇宙の写真を撮るとき、いくつかの頼りになる方法があります。他のタイプの写真と同様に、物理的に近づく方法がない遠くの物体を拡大するには、長いレンズ(この場合は望遠鏡)が必要です。

プライムフォーカス写真では、望遠鏡の長さが画像の焦点距離として表されます。望遠鏡を通して見たものは、カメラのCCDに直接投影され、センサーの寸法に応じて拡大されます。

参考までに、CCD(電荷結合素子)はデジタルカメラの「フィルムのスライド」として機能します。これは、デジタルカメラの感光性センサーがそれらを解釈して画像を生成する集積回路に接続する場所です。

ポジティブプロジェクションは、月や惑星の写真に最適です。しばしば「接眼レンズ」と呼ばれる介在する発散レンズは、CCDと望遠鏡の内向きに収束するレンズの焦点面の間に立っており、細部や品質を損なうことなく、結果の画像を爆破します。

どうやって?入射光の「円錐」は、写真面の1点に収束する前に中断されます。結果として得られる画像は、カメラのセンサーの寸法に比べて、そうでない場合よりもはるかに大きな縮尺で投影されます。

ネガティブプロジェクションも同じ傾向にあります。収束望遠鏡レンズをカメラから分離する発散レンズは、バローレンズとも呼ばれる別の収束レンズに置き換えられます。これにより、画像の焦点距離が短くなり、有効収束点がレンズ自体の要素に近づきます。

これにより、結果の画像をトリミングすることなく、システムの能力が維持されます。被写体から遠ざかる拡大されていない画像と同じ強度で、「より広い」視野を楽しむことができます。

赤外線宇宙写真

なぜ赤外線技術を使用するのですか?これにより、通常は粒子の雲によって隠されている隠れた物体を「見る」ことができます。これらの物体からの熱と放射は破片の雲に浸透しますが、私たち自身で見ることはできません。

私たちの目は、可視光のスペクトルだけを扱います。紫外線やX線など、この範囲外にあるものは、これらの原始的な知覚機器に何も伝えません。実際、電磁スペクトルのこれらの領域は、まったく色がないと言えます。その中には赤外線が数えられます。

この自然の写真が捉える赤外線は、人工的に色が割り当てられており、宇宙を垣間見ることができますが、厳密に人間の感覚で実際に見られるものではありません。収集された情報はヒートマップに相当し、暖かい被写体はある色相を取り、冷たい被写体は別の色相を取ります。

宇宙の写真を合成する

私たちの地球外の家の幅と幅を考えると、宇宙全体を片手で一発で封じ込めることは大変な仕事です。

これらの合成写真には、単なるパノラマだけでなく、同じ被写体を複数のフィルターで撮影して、毎回異なる種類の光を取り込むことができます。情報をまとめて、1枚の写真だけで伝えるよりも親密で緻密な絵を描きます。

ピギーバック写真

前述の月のダゲレオタイプの前に、ダゲレオ自身による試みはあまり成功しませんでした。露出の長さのためにぼやけていました—カメラが画像をキャプチャしたときに月は彼から遠ざかりました。

夜空のように穏やかで静かなように、宇宙のすべてが絶えず動いています。自宅で夜に写真を撮るのと同じように、私たちの機器は、これらの遠くて薄暗い景色が私たちに提示する条件を補う必要があります。

座って必要な露出の長さを待つために、これらの珍しいエキゾチックなオブジェクトやイベントの要求はばかげているでしょう。彼らは私たちをすぐに通り過ぎて、判読できない混乱にすぎませんでした。

より直接的な意味での天体の動きを補正するために、自動赤道儀に取り付けられた伸縮式カメラは、画像を露光するときにカメラを動かします。この装置は、カメラをその前の星で訓練し続け、シーンの詳細が不明瞭な混乱に陥らないように、より長い露出を可能にします。

アマチュアは喜ぶ:自分の裏庭から趣味を追求することに興味がある人のために利用できるこのエリアにはたくさんのプロシューマー機器があります。

未来はそこにあり、私たちはそれをすべて見たい

SpaceXとNASAは、数十年ぶりに有人ミッションを宇宙に打ち上げました。遠足のたびに、たくさんの写真が必ず戻ってきます。

時が経つにつれ、これまでにないほど息を呑むような、畏敬の念を起こさせる宇宙空間の画像が私たちに与えられることは間違いありません。今のところ、私たちは自分の故郷の惑星の快適さからすべてを取り入れながら、息を切らして熱心に待っています。