मार्स रोवर "क्यूरियोसिटी": 2 मेगापिक्सेल कैमरों की पसंद का स्पष्टीकरण

पिछले सप्ताह के सबसे लोकप्रिय विषयों में से एक, निस्संदेह, मंगल की सतह पर क्यूरियोसिटी तंत्र का सफल लैंडिंग है। इस लेख में, जो कि मंगल विज्ञान प्रयोगशाला के मिशन के एक नेता के साथ एक साक्षात्कार का अनुवाद है, मैं कैमरे के बारे में कुछ विवरण प्रकट करना चाहूंगा, जो रोवर पर स्थित है।

कई कारकों ने नासा के क्यूरियोसिटी रोवर के कैमरों में उपयोग के लिए 2 मेगापिक्सेल सेंसर की पसंद को प्रभावित किया, जो कि उनके विकास के लिए परियोजना प्रबंधक के अनुसार था। "कम डेटा दर पृथ्वी पर छवियों को वापस भेजने के लिए उपलब्ध है, साथ ही विकास टीम के बीच सेंसर परिवार के ज्ञान ने एक भूमिका निभाई," माइक रविन कहते हैं, जो मालिन स्पेस साइंस सिस्टम में काम करता है। "लेकिन मुख्य कारक विनिर्देशन है, जिसे 2004 में वापस मंजूरी दे दी गई थी।" कैमरे उच्च-रिज़ॉल्यूशन पैनोरमा देने में सक्षम हैं, लेकिन तीन आयामी फिल्में नहीं जो निर्देशक जेम्स कैमरून को प्राप्त करना चाहते थे।

"एक लोकप्रिय धारणा है कि इस तरह की परियोजनाएं बहुत प्रगतिशील होनी चाहिए, लेकिन ऐसी चीजें हैं जो इसके खिलाफ खेलती हैं। इन विचारों को 2004 में व्यक्त किया गया था, और आप एक विनिर्देशन की पेशकश नहीं कर सकते हैं, और फिर इसे छोड़ दें और कुछ और विकसित करना शुरू करें। 8 जीबी मेमोरी के साथ 2 मेगापिक्सेल कैमरा 2004 के लिए खराब नहीं था। बेशक, आज यह तुलना नहीं करता है कि iPhone पर क्या उपलब्ध है। ”


मालिन स्पेस साइंस सिस्टम्स में माइक रविन की टीम द्वारा विकसित क्यूरियोसिटी रोवर से 34 मिमी लेंस (बराबर फोकल लंबाई 115 मिमी) के साथ एक मास्टकैम।

पहला विचार जो हमने सेंसर को चुनते समय ध्यान में रखा था, वह था डेटा की मात्रा जो इसे उत्पादित करता है।

जिज्ञासा के डेटा को पृथ्वी पर वापस भेजने के तीन तरीके हैं, लेकिन केवल एक यूएचएफ ट्रांसमीटर का उपयोग छवियों में निहित डेटा की मात्रा को भेजने के लिए किया जा सकता है। “एक डेसीमीटर एंटीना मंगल ग्रह की परिक्रमा करने के लिए दो सिग्नल भेजता है, जो इसे आगे पृथ्वी तक पहुंचाता है। इस तरह हम ज्यादातर डेटा प्राप्त करते हैं। हमें प्रति दिन लगभग 250 Mbit की जानकारी मिलती है, और इस राशि में विभिन्न उपकरणों की जानकारी शामिल होनी चाहिए, इसलिए कैमरों के लिए एक छोटी सी सीमा आवंटित की जाती है। ”- रविन बताते हैं।

एक अन्य कारक यह था कि एक ही प्रकार के सेंसर का इस्तेमाल चार अलग-अलग कैमरों (MAHLI, दो मास्टकैम और MARDI) में किया जाना था। “इस तरह की परियोजनाओं में किसी भी चीज का मूल्य होता है और जोखिम, वास्तविक और अमूर्त होता है। कैमरों को उनके प्रकाशिकी द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है, हालांकि, उन्हें एक मंच के आधार पर बनाते हुए, हमें अलग से परीक्षण और तैयार करने की आवश्यकता नहीं थी। इससे हमें समाधान को अधिक विश्वसनीय और कम खर्चीला बनाने की अनुमति मिली अगर मुझे चार बार विकास करना पड़ा। ”

“हमने सभी चार कैमरों को एक सामान्य वास्तुकला के आसपास विकसित किया, और जब एक सेंसर चुनते हैं, तो हमने इसे शुरू किया। हम उच्च आवृत्ति के साथ विशेष रूप से लैंडिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले कैमरे के साथ तस्वीरें लेने में सक्षम होना चाहते थे। ”- रविन बताते हैं। “MARDI, एक डाउनवर्ड-फेसिंग कैमरा है, जो ग्रह की ओर उतरते समय केवल दो मिनट के लिए काम करता था, इसलिए शूटिंग की गति इतनी महत्वपूर्ण थी। KAI-2020 कोडक की सबसे छोटी चिप थी जो 720p एचडी वीडियो शूट करने में सक्षम थी। हमने 4 मेगापिक्सेल विकल्प पर भी विचार किया, लेकिन यह दो बार धीमी गति से काम करेगा। इसके अलावा, 2004 में CMOS सेंसर अभी तक विश्वसनीय नहीं थे। वे अब एक दिलचस्प विकल्प हैं, लेकिन तब नहीं। ”


MARDI लैंडिंग चैम्बर से ली गई एक प्रारंभिक छवि ने अंतिम लैंडिंग चरण के शुरुआती क्षण में एक गिरती गर्मी ढाल पर कब्जा कर लिया।

Truesense छवि सेंसर का एक और लाभ यह था कि टीम उनकी विशेषताओं से परिचित थी। “हमें कोडक सेंसर (अब Truesense) के साथ काम करने का दशकों से अनुभव प्राप्त था। हम अच्छी तरह से जानते थे कि सेंसर की घड़ी की गति के साथ कैसे काम करना है: ये सीसीडी सेंसर सेट करना बहुत आसान है। ”रविन कहते हैं। - "हमें कैमरों की मेमोरी के बारे में भी सुनिश्चित करना था: अंत में, हम उस फ्लैश मेमोरी पर बस गए, क्योंकि उसने कई विकिरण परीक्षण पास किए हैं। "


8 अगस्त को प्रकाशित अधिकतम रिज़ॉल्यूशन इमेज, क्यूरियोसिटी पर स्थापित 2 मेगापिक्सेल कैमरों की क्षमताओं की एक स्पष्ट तस्वीर देती है।

"और आधुनिक मानकों द्वारा पिक्सेल की छोटी संख्या एक समस्या नहीं होनी चाहिए, क्योंकि मास्टकैम सिस्टम फ्रेम को चमकाने में सक्षम है। बड़ी संख्या में पिक्सेल के साथ कैमरे द्वारा की गई एक समान स्थापना हमें अब जो हमारे पास है उसकी तुलना में महान लाभ नहीं देगी। ”

रविन इस परियोजना के दौरान अपनी टीम के काम पर स्पष्ट रूप से गर्व करते हैं, और नोट करते हैं: "हम पहले से ही मंगल ग्रह से तस्वीरें ले रहे हैं।" लेकिन उनकी आवाज स्पष्ट रूप से हताशा के नोट दिखाती है जब वह ज़ूम लेंस का उल्लेख करते हैं जो परियोजना के लिए तैयार किए जा रहे थे: "अब वे इमारत के दूसरे छोर पर एक कंटेनर में झूठ। "

अफसोस की बात है, परियोजना में इन लेंस का उपयोग करने से इनकार करने का मतलब है कि तीन-आयामी दृश्यों वाली सामग्री, जिसे टीम ने उम्मीद की थी, गोली नहीं मारी जाएगी। "यह 6.5-100 मिमी की सीमा में एक फोकल लंबाई के साथ लेंस होना चाहिए था, जो उन्हें एक ही दूरी पर समायोजित करने के बाद हमें स्टीरियो छवियां प्राप्त करने की अनुमति देगा।" हालांकि, तरल स्नेहक का उपयोग करने की असंभवता (जो मंगल पर कम तापमान पर निर्बाध संचालन सुनिश्चित करने के लिए एक बैटरी के उपयोग की आवश्यकता होगी) के कारण उत्पन्न होने वाली समस्याएं अकल्पनीय थीं, और विकास को निलंबित कर दिया गया था।


चमकती हुई छवियों के लाभ: रोवर के नेविगेशन कैमरों द्वारा बनाए गए 1024 पिक्सेल के 1024 रिज़ॉल्यूशन वाले चित्रों के आधार पर दो-फ्रेम पैनोरमा। मास्टकैम सिस्टम को उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले रंगीन फ़्रेम भी बनाने चाहिए।

निर्देशक जेम्स कैमरन टीम के सदस्य थे और उनकी तीन आयामी फिल्मों के बारे में बात की गई थी जिसमें क्यूरियोसिटी ने मार्टियन परिदृश्यों में कदम रखा था, इस परियोजना को फिर से शुरू करने के लिए नासा को समझाने में सक्षम था। यह दुखद है, लेकिन यद्यपि इस परियोजना को फिर से शुरू किया गया था, यहां तक ​​कि कैमरन का उत्साह भी समय पर विकास को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं था। "हमें अपने पास मौजूद लेंसों के साथ भी शानदार संपादन शॉट्स प्राप्त करने होंगे, लेकिन हम वे मंगल ग्रह से वाइडस्क्रीन सिनेमा के दृश्य या 3 डी फिल्में प्राप्त नहीं कर पाएंगे जो कैमरन चाहते थे।"


एक और दृश्य ध्रुवीय प्रक्षेपण में रोवर और उसके पर्यावरण की छवि है। फोटो को निम्न-रिज़ॉल्यूशन के फ़्रेमों से संकलित किया गया था, इसके अलावा दोनों को ऊपर प्रस्तुत किया गया है।