Preskočiť na obsah

Pôsobivé videá s rozlíšením 4K nasnímané vo vesmíre cez α7S II 

Z japonského experimentálneho modulu KIBÓ pripojeného k Medzinárodnej vesmírnej stanici 

Fotoaparátu α7S II sa ako prvému na svete podarilo vo vesmíre zachytiť komerčný záznam v rozlíšení 4K.

Na vonkajšiu plošinu japonského experimentálneho modulu KIBÓ, ktorý je súčasťou Medzinárodnej vesmírnej stanice, bol nainštalovaný nový fotografický systém zahŕňajúci model α7S II. 

Z Kozmického centra Tanegašima, najväčšieho japonského kozmodrómu, bola 9. decembra 2016 vypustená japonská zásobovacia loď H-II Transfer Vehicle, nazývaná aj KOUNOTORI, ktorá obsluhuje Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Na jej palube sa nachádzal aj jeden z prevratných fotoaparátov α7S II od spoločnosti Sony a práve vďaka tomu teraz na zemi môžeme sledovať obraz zachytený vo vesmíre v rozlíšení 4K alebo Full HD, rovnako ako aj fotografie s rozlíšením 12 megapixelov.
Medzinárodná vesmírna stanica je na obežnej dráhe okolo Zeme približne vo výške 400 kilometrov (249 míľ), pohybuje sa rýchlosťou zhruba 8 km/s (5 míľ/s), pričom našu planétu obehne približne za 90 minút (denne 16-krát). Ide o rýchlosť vyššiu, než dosahuje letiaci náboj.
Prečo bol na skúmanie tajomného vesmíru vybratý práve fotoaparát α7S II a aké objekty by mohol pomôcť zachytiť? Spýtali sme sa Tošitamiho Ikedu, inžiniera z kozmickej agentúry JAXA, ktorý má na starosti vonkajší fotografický systém.

(Rozhovor je z 13. decembra 2016.)

Na zábery viditeľné iba z vesmíru

Nezvyčajné prírodné úkazy a meniaci sa povrch Zeme.

– Mohli by ste nám najprv povedať niečo o úlohe a význame vonkajšieho fotoaparátu?

Úlohou vonkajšieho fotoaparátu je zachytávať z Medzinárodnej vesmírnej stanice ostré zábery Zeme. Keď niečo také, ako je rozsiahla katastrofa na zemskom povrchu, zachytíte z vesmíru v pôsobivej kvalite, môžete sa na situáciu pozrieť z uhla, ktorý vám odhalí aj to, čo priamo tam dole nevidno, napríklad škody a veľkosť zasiahnutej oblasti. Pomocou sériového snímania určitého miesta, napríklad pevného bodu, tiež môžeme odpozorovať zmeny v prostredí, napríklad farebné zmeny v mori pri snímaní podmorskej sopky alebo sledovaní pohybu unášaného ľadu. Vďaka rozpoznaniu takýchto typov zmien Zeme môžeme pomôcť pri podchytení celosvetových environmentálnych problémov. Navyše sme presvedčení, že vysielanie záberov, ktoré zo zeme nie sú viditeľné, zvýši záujem o rozvoj v oblasti vesmíru. 

– Model α7S II dokáže snímať videozáznamy aj fotografie. Ako túto jeho univerzálnosť využijete?

Dynamické scény, ktoré vznikajú, keď sa napríklad zásobovacie lode, ako je KOUNOTORI, približujú k Medzinárodnej vesmírnej stanici alebo ju opúšťajú, alebo také Japonské ostrovy, ktoré sa rozprestierajú od juhu až po sever, pozorované z paluby Medzinárodnej vesmírnej stanice, možno podľa mňa veľmi realisticky zachytiť práve pomocou pohyblivého obrazu. Na druhej strane, fotografie lepšie reprodukujú farebné odtiene, čo sa dá využiť pri analýze menej nápadných zmien, napríklad farby oceánov či lesov.

Očakávania týkajúce sa vysokej citlivosti fotoaparátu α7S II a prvé video s rozlíšením 4K nasnímané zvonku Medzinárodnej vesmírnej stanice

Schopnosť zachytiť jasne nočnú zemeguľu a vesmír navôkol

– Prezraďte, prečo bol ako vonkajší fotoaparát vybratý práve model α7S II.

Fotografický systém vonkajšej časti stanice sa ovláda zo zeme pomocou diaľkového ovládania a vysiela údaje o obrázkoch. Model α7S II, ktorý má vstavané rozhranie USB a funguje s príkazovými operáciami, bol preto ideálnym kandidátom, či už ako samotný vonkajší fotoaparát, alebo ako zariadenie, s ktorým sa dá jednoducho pracovať. Okrem toho, také javy, ako je polárna žiara, meteority alebo Zem v noci, sa zdola javia inak, takže vysokocitlivé snímanie, ktoré fotoaparát α7S II ponúka, je na nočné snímanie z vesmíru ako stvorené. Medzinárodná vesmírna stanica našu planétu obíde za 90 minút, no a s naším predošlým systémom sme na snímanie v noci, ktorá nastávala každých 45 minút, nemohli ani pomyslieť. Teším sa, keď nám naplno ukáže, aký je výkonný a aké skvelé zábery dokáže vytvoriť aj pri slabom nočnom svetle.

– Predpokladám, že očakávania týkajúce sa videí v rozlíšení 4K sú tiež vysoké.

Samozrejme, schopnosť nahrávať videá v rozlíšení 4K je takisto veľmi dôležitá. Je to vlastne po prvýkrát, čo sa na snímanie v rozlíšení 4K použije komerčné zariadenie nainštalované na povrchu Medzinárodnej vesmírnej stanice, a musím priznať, že sa už toho kvalitnejšieho záznamu nemôžem dočkať. Pôvodne sme vlastne plánovali použiť fotoaparát α7S, no potom sme sa v roku 2016 rozhodli nahradiť ho modelom druhej generácie, α7S II, ktorého súčasťou je aj podpora nahrávania videí v rozlíšení 4K. Na jeho inštaláciu nám zostávalo len málo času a opätovné vykonanie testov bolo náročné. Pozitívom bolo, že ovládače modelov α7S a α7S II sú kompatibilné a používajú rovnaké snímače, takže niektoré prvky sme mohli ponechať. Našli sa však aj také súčasti a softvér, ktoré sa mierne líšili, napríklad sekvencia pri zapínaní zdroja napájania, takže tie bolo treba doladiť.
Keďže nám inžinieri spoločnosti Sony poskytli napríklad také informácie, ako sú čiastočné zmeny vo firmvéri či rozdiely medzi modelom α7S a α7S II, mohli sme vykonať potrebné výpočty a úpravy a použiť ich v module KIBÓ.
Z možností, ktoré nám snímanie v rozlíšení 4K pomocou tohto vonkajšieho fotoaparátu poskytuje, sme naozaj nadšení.

– Čím sa okrem videa s rozlíšením 4K tento vonkajší fotoaparát líši od predchádzajúceho?

Predtým bol fotoaparát pripojený k vonkajšej plošine modelu KIBÓ nastavený tak, aby smeroval iba na Zem. Teraz však máme držiak, ktorý umožňuje pohyb po 2 osiach, čo znamená, že aj keď je zariadenie nasmerované na Zem, môžeme ním hýbať a zachytávať i okolitý vesmír. Snímanie Zeme a vesmíru z rôznych uhlov nám umožní získať zábery, o akých sme až doteraz mohli len snívať.

α7S II a objektív [FE PZ 28 – 135 mm F4 G OSS] vo funkcii vonkajšieho fotoaparátu Medzinárodnej vesmírnej stanice 

[Externý pohľad na japonský experimentálny modul KIBÓ a umiestnenie držiaka fotoaparátu]

Držiak fotoaparátu sa nachádza na vrchole japonského experimentálneho modulu KIBÓ, čo umožňuje snímať Zem aj vesmír. Modul KIBÓ je vybavený prechodovou komorou a robotickým ramenom, ktoré umožňujú vykonávanie experimentov a umiestňovanie a prepínanie pozorovacieho vybavenia podľa potreby aj bez toho, aby kozmonauti vystupovali do otvoreného vesmíru.

Zdroj: JAXA

Zdroj: JAXA

Japonský experimentálny modul (JEM)

Japonský experimentálny modul (JEM)

1. Pretlakový modul 2. Experimentálny logistický modul – pretlaková časť 3. Prechodová komora modulu JEM 4. Manipulačné zariadenie modulu JEM 5. Vonkajšia plošina 6. Umiestnenie fotoaparátu α7S II

Adaptér vonkajšej plošiny i-SEEP s fotojednotkou


Adaptér vonkajšej plošiny i-SEEP s fotojednotkou 

Množstvo testov, ktoré zaistia bezpečnú a stabilnú prevádzku vo vesmíre

– Ako sa fotoaparát α7S II vlastne dostal na Medzinárodnú vesmírnu stanicu?

Keďže vo vesmíre je vákuum, teplo sa nerozptyľuje prostredníctvom konvekcie. Aby sa tento problém vyriešil, fotoaparát je aj s objektívom umiestnený v hliníkovom kryte, tzv. fotojednotke, a v maximálnej možnej miere sa jej dotýka, vďaka čomu môže teplo unikať do priestoru. Fotojednotku sme zabezpečili tlmiacimi materiálmi a odoslali ako súčasť dodávky doručovanej japonskou loďou KOUNOTORI.

– Aké testy ste museli vykonať, aby bolo fotoaparát možné používať na Medzinárodnej vesmírnej stanici?

Začali sme testmi, ktoré mali potvrdiť, že fotoaparát vplyvom kozmického žiarenia nezlyhá ani sa nepokazí. Otestovali sme aj, či dokáže fungovať vo vákuu a v extrémnych tepelných podmienkach vesmíru. Museli sme sa uistiť, že vydrží vibrácie pri štarte a pri jeho prevádzke nedôjde k elektromagnetickej interferencii.
Okrem toho sme museli zistiť aj to, či fotoaparát samotný dokáže odolať elektronickému alebo elektromagnetickému šumu spôsobenému ostatným zariadením Medzinárodnej vesmírnej stanice, a zabezpečiť, aby ho bolo možné bez problémov ovládať aj zo zeme a získavať z neho nasnímané zábery. Pred umiestnením fotoaparátu na vonkajšiu plošinu ho kozmonauti zobrali do experimentálneho modulu, v ktorom žijú a pracujú v bežnom oblečení, takže predtým museli prebehnúť všetky možné testy, aby sa vylúčilo riziko, že budú vystavení negatívnym vplyvom, napríklad vylučovaniu škodlivých plynov.

Vonkajšia fotojednotka. Nižší kruhový útvar je objektív. Kruhový otvor v kryte fotoaparátu umožňuje objektívu snímať okolie.

Hardvér sa v podstate nezmenil

Spoľahlivá technológia, ktorá odolá aj náročným podmienkam  

– Došlo k nejakým špeciálnym úpravám, ktoré majú uľahčiť fungovanie fotoaparátu v netradičných, vesmírnych podmienkach? 

Keď v takomto prostredí namierite fotoaparát proti slnku, žiarenie, ktoré vydáva, postupne spôsobí značné zvýšenie teploty. A naopak, keď fotoaparát odvrátite, teplota extrémne poklesne. Ide pritom o teplotné rozdiely vo výške viac ako 200 °C (390 °F), takže na ich vyrovnanie v prípade tepla používame chladič a v prípade chladu ohrievač. To nám umožňuje udržať taký teplotný rozsah, ktorý neznemožňuje prevádzku.
Do samotného hardvéru fotoaparátu sme takmer ani nezasahovali. Vykonali sme množstvo testov, ktoré však odhalili iba minimum problémov, a boli dôkazom toho, že fotoaparát α7S II je spoľahlivý, odolný a poradí si bez zmien aj v daných podmienkach.

– Prezraďte, ako ste fotoaparát 7S II museli na použitie vo vesmíre upraviť.

Vzhľadom na to, že sa ovláda na diaľku zo zeme, zmenili sme časť firmvéru, aby sa nastavenia snímok dali meniť pomocou operačných príkazov. Takmer všetky úpravy expozície, ako aj ďalšie nastavenia, je možné ovládať týmto spôsobom. Momentálne používame objektív SELP28135G s elektronicky ovládanou transfokáciou, ktorú máme pod kontrolou aj zo zeme. Systém nám navyše umožňuje nahrávať videá s rozlíšením 4K a vysielať ich na zem. Tieto úpravy završuje externý zdroj napájania, ktorým sme nahradili batériu, keďže by jej vymieňanie za daných okolností bolo, pochopiteľne, komplikované. To nám navyše umožňuje zapínať ho a vypínať tiež priamo stadiaľto.

Dokonca aj s objektívom s elektronicky ovládanou transfokáciou (FE PZ 28 – 135 mm F4 G OSS) sa α7S II zmestil do krytu.

Podnietenie predstavivosti a odvážne sny vďaka obrázkom z vesmíru

– Komu plánujete nasnímané zábery ukázať?

Vlastne všetkým. Ľudia totiž mnohým environmentálnym problémom okolo seba neprikladajú dostatočnú váhu. Keď sa však na Zem pozeráte zhora, všetko sa javí inak, jasnejšie. Chcel by som, aby tieto zábery podnietili fantáziu a vyvolali zvedavosť, a tiež by ma potešilo, keby u detí vzbudili záujem o prácu v oblastiach prepojených s vesmírom, napríklad pri vytváraní špeciálnych fotoaparátov na kozmický výskum. Ten pocit, že sme prispeli k formovaniu budúcich generácií, by bol skutočne na nezaplatenie.

Zmenil sa spôsob napájania a batériu vystriedal externý zdroj napájania

Tošitami Ikeda

Tošitami Ikeda

Zodpovedný inžinier
Centrum pre integráciu a riadenie vesmírnych misií,
Riaditeľstvo technológií vesmírnych letov osôb
Japonská vesmírna agentúra (JAXA)

Po skončení vysokej školy sa pridal k japonskej NASDA (Národná agentúra pre rozvoj v oblasti vesmíru, v súčasnosti JAXA). Zúčastnil sa na vývoji a prezentácii japonského experimentálneho modulu KIBÓ. Svoju súčasnú pozíciu zastáva od roku 2015.

Uvádzané produkty nájdete po kliknutí nižšie