Přejít k obsahu

Model α7S II úspěšně zachytil poutavá 4K videa z vesmíru 

Z japonského experimentálního modulu KIBO na Mezinárodní vesmírné stanici 

Model α7S II úspěšně natočil první záznam v rozlišení 4K z vesmíru pořízený komerčním zařízením.

Nový systém pro pořizování snímků, včetně fotoaparátu α7S II, byl nainstalován na venkovní plošinu, která je součástí japonského experimentálního modulu KIBO na Mezinárodní vesmírné stanici. 

Japonská nákladní kosmická loď H-II Transfer Vehicle neboli KOUNOTORI, která slouží k zásobování Mezinárodní vesmírné stanice, odstartovala 9. prosince 2016 z vesmírného centra Tanegashima, největší japonské základny pro start kosmických lodí. Na palubě přitom nesla jeden z revolučních fotoaparátů Sony α7S II. To nám na Zemi dává příležitost vidět videozáznamy zachycené ve vesmíru v rozlišení 4K nebo Full HD a fotografie o velikosti 12 megapixelů.
Mezinárodní vesmírná stanice obíhá přibližně 400 kilometrů (249 mil) nad Zemí rychlostí asi 8 km/s (5 mil/s) a oběhne tak zeměkouli přibližně každých 90 minut (16 oběhů za den) – pohybuje se tedy rychleji než kulka.
Proč byl jako fotoaparát pro použití ve fantastickém prostředí vesmíru vybrán právě model α7S II a co se snad podaří s jeho pomocí zachytit? To nám prozradil Toshitami Ikeda, zástupce vedoucího inženýra japonské vesmírné agentury JAXA, který má venkovní snímací systém na starost.

(Rozhovor ze 13. prosince 2016)

Obrazy viditelné pouze z vesmíru

Neobvyklé přírodní jevy a měnící se tvář Země.

- Mohl byste nám pro začátek říct něco o poslání, funkci a účelu venkovního fotoaparátu?

Venkovní fotoaparát má za úkol zaznamenávat čisté obrazy Země z Mezinárodní vesmírné stanice. Pokud se vám podaří z vesmíru pořídit výjimečné a detailní snímky, například rozsáhlé katastrofy na zemi, můžete si všimnout aspektů situace, které ze země nejdou vidět, například škod nebo rozsahu. Můžeme také zkoumat změny životního prostředí opakovaným pořizováním snímků konkrétního místa, kdy vlastně pořád pozorujeme jeden bod. Může to být sledování změny barvy moře pomocí snímků podmořské sopky nebo sledování pohybu ledových ker. Nacházením takových změn na Zemi můžeme prohloubit naše znalosti o globálních ekologických problémech a věříme také, že odesílání obrazů, které ze země nejdou vidět, povede k většímu zájmu o rozvoj kosmonautiky. 

- Model α7S II dokáže pořizovat videozáznamy i fotografie. Jak tato dvě použití rozdělíte?

Myslím, že dynamické scény, kdy se k Mezinárodní vesmírné stanici blíží nebo se od ní vzdaluje dopravní loď, jako je třeba KOUNOTORI, nebo záběry japonského souostroví při přeletu Mezinárodní vesmírné stanice z jihu na sever, může velmi realisticky přiblížit právě videozáznam. Fotografie ale zase nabízí věrnější reprodukci barevných odstínů, a to se může hodit při analýze méně očividných změn, jako jsou barvy oceánů nebo lesů.

Očekávání ohledně vysoké citlivosti modelu α7S II a prvního videa v rozlišení 4K pořízeného zvenčí Mezinárodní vesmírné stanice

Možnost jasně zachytit Zemi v noci a okolní vesmír

- Prozraďte nám, proč byl jako venkovní fotoaparát vybrán právě model α7S II.

Systém pro pořizování snímků mimo stanici se ovládá ze země prostřednictvím dálkového ovládání a vysílá data pořízených obrazů. Díky tomu byl model α7S II, který má vestavěné rozhraní USB a umí pracovat s operačními příkazy, skvělou volbou pro venkovní fotoaparát i z technického hlediska snadného ovládání. Fenomény, jako je polární záře, meteory nebo sama Země, jsou navíc při nočním pohledu z vesmíru jiné než při pohledu ze země, takže vysoká citlivost, kterou model α7S II nabízí, je ideální pro noční snímky. Mezinárodní vesmírná stanice oběhne Zemi každých 90 minut a s naším předchozím systémem jsme nemohli o pořizování nočních snímků vůbec uvažovat – noc přitom nastává každých 45 minut. Těším se na to, co nám přinese výkonnost tohoto modelu a jeho schopnost snímat i při velmi slabém nočním světle.

- Myslím si, že očekávání od videa ve 4K natočeného ve vesmíru jsou také vysoká.

Možnost natáčet videa v rozlišení 4K je samozřejmě také důležitá. Tohle bude první realizace natáčení ve 4K pomocí komerčního fotoaparátu nainstalovaného na vnější straně Mezinárodní vesmírné stanice a já se moc těším na to, že pořídíme živější záznam než kdy dřív. Původně jsme plánovali použít model α7S. V roce 2016 potom padlo rozhodnutí nahradit ho modelem druhé generace α7S II, který nabízí interní podporu záznamu videa v rozlišení 4K. Na instalaci bylo velmi málo času a nové testování bylo velice obtížné. Skvělé je, že modely α7S a α7S II mají kompatibilní příkazy a také používají stejné snímače, takže některé prvky jsme mohli přenést. Některé součásti a software se ale mírně liší – například sekvence při zapínání napájení je malinko jiná – a tyhle věci bylo nutné doladit.
Inženýři společnosti Sony nám poskytli informace o dílčích změnách ve firmwaru a dalších rozdílech mezi α7S a α7S II, takže jsme mohli provést potřebné posouzení a úpravy a dostat fotoaparát k modulu KIBO.
Máme velkou radost z možností natáčení videa ve 4K, které venkovní fotoaparát nabízí.

- Jaké další rozdíly, kromě videa v rozlišení 4K, tu jsou oproti předchozímu venkovnímu fotoaparátu?

Dříve byl venkovní fotoaparát připevněný k venkovní plošině na modulu KIBO tak, že byl vždy otočený směrem k Zemi. Nová instalace nám ale umožňuje pohyb po dvou osách, což znamená, že i při natočení směrem k zemi můžeme s fotoaparátem pohnout a zachytit vesmír. Tato možnost zachytit Zemi a vesmír z různých úhlů umožní vzniknout snímkům, které dosud nebyly možné.

Model α7S II a objektiv [FE PZ 28–135 mm F4 G OSS] použitý jako venkovní fotoaparát na Mezinárodní vesmírné stanici 

[Pohled zvenčí na japonskou experimentální stanici KIBO a na místo instalace fotoaparátu]

Fotoaparát je umístěný na špičce japonského experimentálního modulu KIBO. Odtud je možné pořídit záznam Země i vesmíru. Modul KIBO má přechodovou komoru a robotické rameno, které společně umožňují realizaci a výměnu experimentů a pozorovacího vybavení podle potřeby, aniž by astronauti museli opustit loď.

Zdroj: JAXA

Zdroj: JAXA

Japonský experimentální modul (JEM)

Japonský experimentální modul (JEM)

1. Přetlakový modul 2. Experimentální logistický modul – přetlaková komora 3. Přechodová komora JEM 4. Dálkově ovládaný manipulační systém JEM 5. Venkovní plošina 6. Místo instalace fotoaparátu α7S II

Experimentální platforma i-SEEP (IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform) a jednotka fotoaparátu


Výměnná malá experimentální platforma i-SEEP a jednotka fotoaparátu 

Moře testů pro bezpečný a spolehlivý provoz ve vesmíru

- Jak se model α7S II vlastně na Mezinárodní vesmírnou stanici dostal?

Ve vesmíru je vakuum, takže teplo se nemůže rozptýlit prouděním vzduchu. Proto je fotoaparát i objektiv umístěný v hliníkovém krytu, tedy „jednotce fotoaparátu“, a co největší kontakt s tímto hliníkovým krytem usnadňuje únik tepla. Jednotku fotoaparátu doručila japonská loď KOUNOTORI jako součást dodávky v přetlakovaném nákladním prostoru a na cestu byla chráněna obalem pro tlumení nárazů.

- Jaké testy bylo potřeba provést, aby mohl být fotoaparát použit na Mezinárodní vesmírné stanici?

Začali jsme testováním toho, jestli fotoaparát nebude mít problémy nebo se nepoškodí vlivem kosmického záření, a také jsme testovali, jestli bude fungovat ve vakuu a extrémním teplotním prostředí vesmíru. Museli jsme se ujistit, že vydrží vibrace při startu a manipulaci, aniž by způsoboval elektromagnetické rušení.
Navíc jsme také testovali, zda si fotoaparát sám poradí s elektrickým nebo elektromagnetickým šumem, který vytváří další vybavení na Mezinárodní vesmírné stanici. Museli jsme také zkontrolovat, že ho půjde hladce ovládat ze země a že z něj budeme schopní dostat naše snímky. Než jsme fotoaparát na venkovní plošinu upevnili, strávil nějakou dobu v experimentálním modulu, kde žijí a pracují astronauti v běžném oblečení. Proto bylo potřeba provést spoustu testů na to, že jim fotoaparát nijak neublíží – třeba že se z něj nezačnou uvolňovat škodlivé plyny.

Samotná jednotka venkovního fotoaparátu. Spodní kruh je objektiv. Díky kruhovému otvoru v krytu fotoaparátu může objektiv snímat okolí

Hardware zůstal prakticky beze změny

Spolehlivá technologie, která nabízí vynikající odolnost vůči okolním podmínkám  

- Provedli jste nějaká zvláštní opatření, co se vybavení týče, která usnadňují provoz fotoaparátu v jedinečném prostředí vesmíru? 

Když v takovém prostředí namíříte fotoaparát do slunce, sluneční světlo postupně způsobí velký nárůst teploty. Pokud ho naopak namíříte směrem od slunce, teplota se zase výrazně sníží. Rozdíl v teplotách může být víc než 200 stupňů C (390 stupňů F), proto používáme chladič, který se vypořádá s teplem, a ohřívač, který zase vyrovnává chlad, abychom udrželi teplotu ve vhodném provozním rozmezí.
Samotný hardware fotoaparátu je prakticky beze změny. Provedli jsme spoustu testů, ale nenarazili jsme prakticky na žádné potíže. To něco vypovídá o spolehlivosti a odolnosti modelu α7S II, když jsme ho mohli použít v takovém prostředí tak, jak je.

- Řekněte nám prosím, jak byl model α7S II uzpůsoben pro použití ve vesmíru.

Vzhledem k tomu, že ho ovládáme ze země, upravili jsme část firmwaru, abychom mohli měnit nastavení snímků pomocí operačních příkazů. Téměř všechny úpravy expozice a dalších nastavení můžeme provádět na dálku. Momentálně používáme objektiv SELP28135G s motorovým zoomem a míru přiblížení můžeme také ovládat ze země. A jelikož máme teď možnost pořizovat videa v rozlišení 4K, můžeme pořídit videozáznam a odeslat ho na zem: to je další funkce celého systému. Kromě toho máme externí napájení, protože výměna baterií by vzhledem k umístění fotoaparátu byla poněkud složitá, a napájení můžeme také vypínat a zapínat ze země.

I při použití objektivu s motorovým zoomem (FE PZ 28–135 mm F4 G OSS) padne α7S II do obalu bez dalších úprav.

Snímky z vesmíru: živná půda pro představivost a nové sny

- Kdo byste chtěl, aby se podíval na záznamy, které pořizujete?

Prakticky vlastně kdokoli. Na spoustu problémů, které na Zemi máme, je těžké se v každodenním životě podívat s odstupem. Když se ale díváte z vesmíru, všechno to do sebe zapadne. Chtěl bych, aby ty snímky inspirovaly představivost a probouzely zvídavost. Taky bych měl radost, kdyby je uviděly děti a kdyby jich pak víc chtělo pracovat v oboru, který se týká vesmíru – třeba na výrobě fotoaparátu pro použití ve vesmíru. Bylo by opravdu naplňující vědět, že jsme přispěli k budoucímu rozkvětu.

Došlo ke změně v metodě napájení – místo baterií bylo použito externí napájení

Toshitami Ikeda

Toshitami Ikeda

zástupce vedoucího inženýra
Centrum pro provádění a integraci misí,
Ředitelství technologií pro lety do vesmíru s posádkou
JAXA

Po absolvování vysoké školy nastoupil do agentury NASDA (Japonská národní agentura pro rozvoj kosmonautiky, z níž vznikla JAXA). Účastnil se vývoje a propagace japonského experimentálního modulu KIBO. Na současné pozici působí od roku 2015.

Kliknutím níže zobrazíte hlavní produkty