🔦 📀 🚯 उच्च रिज़ॉल्यूशन में मंगल की शूटिंग के लिए पहले कैमरे का 10 साल 🏦 🐓 💇🏻

सबसे अधिक संभावना है, यह घटना लगभग किसी का ध्यान नहीं गई। जब तक कि पेशेवरों और विशेष रूप से रुचि के शौकीनों ने याद नहीं किया कि 2 जून, 2003 को यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी मार्स एक्सप्रेस (मार्स एक्सप्रेस) का अंतरिक्ष यान लाल ग्रह पर गया था, पहली बार एक उच्च रिज़ॉल्यूशन स्टीरियोस्कोपिक कैमरा (हाई रिज़ॉल्यूशन स्टीरियो कैमरा) लेकर HRSC)। सामान्य तौर पर, यह आश्चर्य की बात है कि यूरोपीय इस व्यवसाय में पहले थे: 20 सफल मंगल अन्वेषण मिशनों में से 13 संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा आयोजित किए गए थे, 7 - यूएसएसआर (अंतिम, "फोबोस -2", 1988 में समाप्त हुआ और केवल एक (सिर्फ एक) "मार्स एक्सप्रेस") - यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा।

यह तथ्य कि कैमरा मूल रूप से रूसी मिशन "मार्स -96" के लिए विकसित किया गया था, प्लॉट के तीखेपन को जोड़ता है: दो पूर्ण-निर्मित मॉड्यूल निर्मित और कैलिब्रेट किए गए थे। लेकिन रूसी AMS ने ऊपरी चरण की विफलता के कारण टेक-ऑफ प्रक्षेपवक्र में प्रवेश नहीं किया, और पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करते ही ढह गया, इंस्टीट्यूट ऑफ स्पेस सेंसर टेक्नोलॉजी एंड प्लैनेटरी एक्सप्लोरेशन ने नियोजित यूरोपीय मिशन में इसके उपयोग के लिए बैकअप मॉड्यूल को संशोधित किया। यह अफ़सोस की बात है, कि "मंगल ग्रह का निवासी स्फिंक्स" और मंगल के तेजस्वी 3 डी मानचित्रों के संकलन में प्रतिभागियों की प्रशंसा रूसी तंत्र में नहीं गई थी, लेकिन स्टीरियोस्कोपिक कैमरा ही, धन्यवाद जिसके कारण यह सब संभव हो सका, एक अलग कहानी के हकदार हैं।

एचआरएससी एक नौ-चैनल सीसीडी-आधारित कैमरा है जो आपको 2 मीटर तक विस्तार के साथ तस्वीरें लेने की अनुमति देता है, साथ ही साथ डिजिटल इलाके मॉडल भी बनाता है। कैमरे का मुख्य विवरण: एक डिजिटल इकाई (डिजिटल कैमरा तत्वों और सेंसर, एक नियंत्रण प्रोसेसर और एक डेटा संपीड़न इकाई को बिजली की आपूर्ति सुनिश्चित करना) और वास्तविक कैमरा तत्व (जिस फ्रेम पर प्रकाशिकी और सेंसर लगे होते हैं, वह भी एक रेडिएटर के रूप में कार्य करता है; कैमरा हेड, सहित) स्व-लेंस और ऑप्टिकल बेंच; सुपर-रिज़ॉल्यूशन चैनल फ्रेम के अंदर घुड़सवार)।

तकनीकी विनिर्देश

	HRSC	एसआरसी
मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल पैरामीटर
डिजिटल ब्लॉक	232 मिमी x 282 मिमी x 212 मिमी
कैमरा इकाई	510 मिमी x 289 मिमी x 270 मिमी
भार	20.4 किग्रा
शूटिंग के दौरान बिजली की खपत	45.7 वाट	3.0 वाट
विकिरण सुरक्षा स्तर	10 चोरी
Optoelectronic पैरामीटर
सीसीडी का प्रकार	THX 7808B	कोडक KAI 1001
भौतिक पिक्सेल आकार	7 x 7 माइक्रोन	9 x 9 माइक्रोन
250 किमी की ऊंचाई पर स्थानिक संकल्प	10 x 10 मीटर	२.३ x २.३ मी
1 पिक्सेल देखने के कोण	8.25 "	2 "
सीसीडी में सक्रिय पिक्सल की संख्या	9 CCDs 5184 px पर	1024 x 1032 px
पकड़ आकार	52.2 किमी चौड़ा (स्कैन समय द्वारा निर्धारित लंबाई)	2.35 x 2.35 किमी
संभावित कुएं की अधिकतम भरने की क्षमता	420,000 ई ^-	48000 ई ^-
वर्णक्रमीय फ़िल्टर	5 पंचक्रोशी, 4 रंग	-
वर्णक्रमीय सीमा	स्टीरियो चैनल, फोटोमेट्री और नादिर - 675 m 90 एनएम, नीला - 440 n 45 एनएम, हरा - 530 ometry 45 एनएम, लाल - 750 n 20 एनएम, अवरक्त के पास - 970 ometry 45 एनएम	-
एमटीएफ केंद्र पिक्सेल	0.4 पर 50 एलपी / मिमी	50 लीटर / मिमी पर 0.28
MTF 20 ° नादिर से	50 lp / मिमी पर 0.33	-
शोर अनुपात का संकेत	>> 100 (पंचक्रोषित सेंसर) > 80 (रंग संवेदक, सियान> 40)	> 70
डिजिटल सुविधाएँ
वास्तविक समय संपीड़न	वर्तमान, जेपीईजी
संपीड़न अनुपात	2-20 (संभवतः संपीड़न के बिना)
अधिकतम आउटपुट डेटा दर	संपीड़न के बाद 25 एमबीपीएस (बढ़ती कक्षा की ऊंचाई के साथ घट जाती है)
सर्वेक्षण
पिक्सेल एक्सपोज़र टाइम	2.24 एमएस से 54.5 एमएस	0.5 एमएस से 50 एस
पिक्सेल जोड़	1x1, 2x2, 4x4, 8x8	-
अंतिम छवि में सतह का आकार (250 किमी की शूटिंग ऊंचाई पर)	53 x 330 किमी	2.4 x 2.4 किमी
डेटा की औसत मात्रा प्रति दिन प्रसारित होती है	लगभग 2 Gbps
डेटा भंडारण के लिए आंतरिक बफर	नहीं	14-बिट रिज़ॉल्यूशन पर 4 छवियां
एक छवि की शूटिंग के एक पूर्ण चक्र का औसत समय	3 से 40 मिनट तक

कैमरा हेड में स्थित एचआरएससी ऑप्टिक्स एक एपो-टेस्सर लेंस है जिसकी टाइटेनियम आधार पर 175 मिमी (f / 5.6) की फोकल लंबाई है। पारदर्शिता गुणांक ब्लू चैनल (440 एनएम) से 0.68 तक पंचक्रोमाटिक रेंज में भिन्न होता है। केंद्रीय पिक्सेल (नादिर) के लिए प्रकाशिकी की आवृत्ति-विपरीत विशेषता (MTF) 50 lp / mm पर 0.4 है, नादिर से 20 ° विचलन के साथ, MTF 0.33 है।

सीसीडी में 9 थॉमसन THX 7808B तत्व शामिल हैं जो पुश-ब्रूम शूटिंग के समानांतर स्थित हैं (मैंने हाइराइज के बारे में लेख में ऑपरेशन के सिद्धांत का विस्तार से वर्णन किया है)। कैमरा हेड में इलेक्ट्रॉनिक्स फोकल प्लेन में स्थित तीन मॉड्यूल से युक्त होते हैं। प्रत्येक मॉड्यूल में तीन CCD और एक preamplifier होता है। 9 सीसीडी में से प्रत्येक में 7 सुक्ष्ममापी के भौतिक आकार के साथ 5184 पिक्सेल शामिल हैं (तुलना के लिए: HiRISE में एक पिक्सेल 12 माइक्रोन है), जो 250 किमी की उड़ान ऊंचाई पर 10 मीटर प्रति पिक्सेल की सतह रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।

एचआरएससी आपको 3 से 5 सेंसर लाइनों की भागीदारी के साथ स्टीरियो तस्वीरें लेने की अनुमति देता है, जिसमें सामने - नादिर में - ((18.9 °), साथ ही सेंसर की दो आंतरिक पंक्तियाँ (.8 12.8 °):

सेंसर कब्जा कोण: एनडी - नादिर; एस 1, एस 2 - स्टीरियो 1 और स्टीरियो 2 (° 18.9 °); पी 1 और पी 2 - फोटोमेट्री 1 और फोटोमेट्री 2 (° 12.8 °); आईआर - अवरक्त चैनल के पास (+ 15.9 °); जीआर - हरा चैनल (+ 3.3 °); बीएल - नीला चैनल (+ 3.3 °); आरई - लाल चैनल (-15.9 °)। सभी 9 सेंसर लाइनों के लिए उड़ान लाइन पर कब्जा कोण। 6 ° है। एसआरसी - सुपर रिज़ॉल्यूशन कैमरा कवरेज।

स्टीरियो चैनल, फोटोमेट्री और नाडिर 675 m 90 एनएम, ब्लू - 440 green 45 एनएम, ग्रीन - 530 n 45 एनएम, लाल - 750 n 20 एनएम, अवरक्त के पास - 970 ± 45 एनएम, एसआरसी पंचक्रोमाटिक रेंज में संचालित होता है। । सभी चैनलों के लिए वर्णक्रमीय संवेदनशीलता ग्राफ:

अंतरिक्ष यान की गति की दिशा में स्टीरियो शूटिंग आपको वायुमंडलीय और प्रकाश कारकों के प्रभाव से पूरी तरह से बचने की अनुमति देता है, और कम से कम 3 सेंसर लाइनों की अंतिम छवि के निर्माण में भागीदारी 1 पिक्सेल की सटीकता के साथ एक डिजिटल इलाके मॉडल बनाने के लिए एक स्पष्ट पुनर्निर्माण देती है। 5 पंचक्रोमाटिक छवियों का उपयोग करते समय, अंतिम फ्रेम में राहत की फोटोमेट्रिक विशेषताएं भी होती हैं।

सुपर रिज़ॉल्यूशन चैनल (एसआरसी) एक अलग ऑप्टिक्स और संबंधित इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ CCDs की एक सरणी है। एसआरसी ऑप्टिकल सिस्टम 972 मिमी (एफ / 11) की फोकल लंबाई के साथ एक मकसुतोव-कासेग्रेन सिस्टम टेलीस्कोप है, जिसके अक्ष एचआरएससी ऑप्टिकल अक्षों के समानांतर हैं। उपयोग की गई ऑप्टिकल योजना मेकोसूटोव टेलीस्कोप को डायोप्टर टेलीफोटो लेंस के साथ जोड़ती है, जो संरचना की कुल लंबाई को कम करती है और मेक्सुटोव प्रणाली में वर्णक्रमीय विपत्तियों को ठीक करती है। छवि गुणवत्ता 55.5 lp / mm के Nyquist के साथ लगभग 25% के विपरीत विवर्तन सीमा पर है।

SRC सेंसर कोडक KAI 1001 CCDs 1024 x 1032 px के निरंतर स्कैन और 9 माइक्रोन के पिक्सेल आकार के होते हैं, जो 250 किमी की ऊँचाई पर 2.3 पिक्सेल प्रति पिक्सेल सतह देता है। एसआरसी यंत्रवत् और इलेक्ट्रॉनिक रूप से एचआरएससी से जुड़ा हुआ है और मंगल एक्सप्रेस को डेटा सीधे नहीं, बल्कि एचआरएससी इंटरफेस के माध्यम से एक अलग (दसवें) चैनल के रूप में प्रसारित करता है। एसआरसी में इमेज ब्लर को कम करने के लिए विशेष एंटी-ब्लूमिंग प्रोटेक्शन और इलेक्ट्रॉनिक एक्सपोज़र कंट्रोल है। सुपर रिज़ॉल्यूशन कैमरा का संचालन तीन मोड प्रदान करता है: स्पॉट, रैस्टर और निरंतर। बिंदीदार मोड में, छवियों को क्रमिक रूप से, रास्टर मोड में - एक निश्चित क्रम में नहीं बनाया जाता है, लेकिन निरंतर छवि में रिबन का गठन होता है।

बेशक, 0.3 मीटर के स्थानिक संकल्प के साथ HiRISE की उपस्थिति में, एचआरएससी के वैज्ञानिक मूल्य में मुख्य जोर डिजिटल इलाके मॉडल (DTM) के निर्माण पर है। DTM के निर्माण के लिए प्रारंभिक डेटा 5 पंचक्रोमाटिक चैनलों से भू-संदर्भित छवियों पर आधारित हैं: नादिर, स्टीरियो और फोटोमेट्रिक (नादिर के सामने और पीछे)। प्रोफाइल के अंतर बिंदुओं और कैमरे की आंतरिक ज्यामिति, साथ ही साथ मार्स एक्सप्रेस की कक्षा के मापदंडों की तुलना करते हुए, त्रि-आयामी वस्तुओं के निर्देशांक का एक ग्रिड प्राप्त किया जाता है, जिसे तब एक रेखीय एमआरएम में प्रक्षेपित किया जाता है। उदाहरण: झूठे रंगों में हेबा कैनियन (ईएसए / डीएलआर इमेज):

एनाग्लिफ़ छवियां एचआरएससी सेंसर द्वारा प्राप्त डेटा से आसानी से पुनर्प्राप्त की जाती हैं। यदि एक इलाके मॉडल प्राप्त करने के लिए, कई डेटा स्तरों की तुलना की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से स्थलाकृति के प्रभाव को बाहर करने के लिए, तो anaglyph बस एक सपाट सतह (मंगल दीर्घवृत्त) पर प्रारंभिक डेटा का एक समायोजन है। यदि स्टीरियो डेटा को एक कक्षा से लिया जाता है, तो यह समायोजन अनुप्रस्थ लंबन को कम करता है और आरजीबी मॉडल के लाल और हरे रंग की श्रेणियों से युक्त एपिपोलर छवियों का एक उत्कृष्ट स्टीरियो जोड़ा देता है। एक उदाहरण हेबे कैनियन (ESA / DLR छवि) है:

इस कहानी को संक्षेप में बताने के लिए, मैं कुछ स्पष्ट बातें नहीं बताता हूं। ऐसा लगता है, क्यों 10 मीटर / पिक्सेल के संकल्प के साथ मंगल ग्रह की तस्वीर, अगर ऐसे कैमरे हैं जो 0.3 मीटर / पिक्सेल तक के संकल्प के साथ शूट कर सकते हैं? पूरी तरह से अकल्पनीय संकल्प के बावजूद, HiRISE सतह का केवल 1% निकालने में कामयाब रहा। जबकि HRSC ने मंगल के पूर्ण त्रि-आयामी मानचित्र (फरवरी 2013 के अनुसार 90%) का निर्माण लगभग समाप्त कर दिया है। दूसरी विशेषता वास्तविक समय में स्टीरियो करने की क्षमता है। यह एकमात्र कैमरा है जो कक्षा के विभिन्न बिंदुओं (जब वायुमंडलीय, प्रकाश और अन्य कारकों का प्रभाव अपरिहार्य है) से शूटिंग नहीं करके मंगल की तस्वीरें लेता है, लेकिन सेंसर की विभिन्न लाइनों के साथ एक साथ स्कैन करके।

और अंत में, मैं HRSC द्वारा बनाए गए "Martian Sphinx" की दो छवियां छोड़ दूंगा, ताकि पंथ के अनुयायी # naskryvaet अंत में यह सुनिश्चित कर सकें कि #europathic पनाह;;

उच्च रिज़ॉल्यूशन में मंगल की शूटिंग के लिए पहले कैमरे का 10 साल

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