Перейти к материалу

Реалистичные видео в формате 4K, снятые в космосе на α7S II 

С японского экспериментального модуля «Кибо» на Международной космической станции 

На камеру α7S II в космосе были сняты первые в мире материалы в формате 4K.

Новая система с камерой α7S II была установлена на внешней платформе японского экспериментального модуля «Кибо» на Международной космической станции (МКС). 

9 декабря 2016 года с Космического центра Танэгасима, самого большого в Японии полигона для пуска ракет, был запущен японский грузовой космический аппарат H-II Transfer Vehicle (KOUNOTORI), предназначенный для доставки различных грузов на Международную космическую станцию. На его борту находилась одна из революционных камер α7S II от Sony. Благодаря этому мы здесь, на Земле, можем просматривать снятые в космосе видео в разрешении 4K и Full HD, а также 12-мегапиксельные фотографии.
Международная космическая станция находится на высоте приблизительно 400 км (249 миль) от Земли, движется со скоростью около 8 км/с (5 миль/с), то есть быстрее пули, и совершает один оборот вокруг Земли за 90 минут (16 оборотов/день).
Что специалисты хотят зафиксировать с помощью α7S II и почему для такой невероятной задачи выбрали именно эту камеру? Об этом нам рассказал Тошитами Икеда, старший инженер Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), ответственный за систему внешней камеры.

Интервью от 13 декабря 2016 г.

Картины, которые можно наблюдать только в космосе

Невероятные природные явления и изменение внешнего вида Земли.

— Для начала расскажите нам о задаче и назначении внешней камеры?

Задача внешней камеры — фиксировать четкие изображения Земли с Международной космической станции. Уникальные реалистичные снимки, например крупных катастроф на планете, позволят оценить ситуацию с учетом факторов, недоступных с Земли, таких как серьезность ущерба и масштабы воздействия. Мы также можем исследовать изменения в окружающей среде, постоянно делая снимки определенного места, то есть вести наблюдение с фиксированной точкой. Это может быть оценка изменения цвета моря по снимкам подводного вулкана или наблюдение за дрейфом льда. Фиксируя такие изменения, мы можем помочь разобраться в глобальных экологических проблемах. Мы также считаем, что получение снимков из космоса будет способствовать повышению интереса к его исследованию. 

— Камера α7S II может снимать фотографии и видео. Как вы будете использовать эти функции?

Динамические изображения Японского архипелага по мере перемещения Международной космической станции с юга на север, а также изображения приближения и отдаления грузовых космических аппаратов, таких как KOUNOTORI, могут выглядеть очень реалистичными на видео. С другой стороны, снимки обладают лучшей цветопередачей и могут быть использованы при оценке менее заметных изменений, например в цветах океанов и лесов.

Ожидания от камеры α7S II: высокая чувствительность и первые в мире видео в формате 4K, снятые за пределами Международной космической станции

Яркие снимки Земли ночью и в открытом космосе

— Расскажите, почему в качестве внешней камеры была выбрана именно α7S II.

Управление работой системы внешней камеры, которая в том числе передает графические данные, осуществляется дистанционно с Земли. Камера α7S II оснащена встроенным USB-интерфейсом и может обрабатывать рабочие команды. Это идеальный вариант внешней камеры еще и с точки зрения удобства технического обслуживания. Кроме того, изображения полярного сияния, метеоров и нашей планеты, сделанные в космосе ночью, практически не отличаются от того, что мы видим на Земле, ведь благодаря высокой чувствительности α7S II отлично подходит для ночной съемки. Международная космическая станция делает один оборот вокруг Земли за 90 минут, а приблизительно половину этого времени МКС пребывает в тени планеты. Используя предыдущую систему, мы даже не могли мечтать о ночной съемке. Мне не терпится получить материалы, отснятые при очень низком уровне освещенности ночью, и оценить производительность новой камеры.

— Я думаю, ожидания от съемки 4K-видео в космосе достаточно высоки.

Конечно, возможность записи видео в разрешении 4K — это важный момент. Впервые такая съемка ведется с помощью коммерческой камеры вне Международной космической станции, и я ожидаю получить материалы с более четким изображением, чем когда-либо. Изначально мы собирались работать с камерой α7S. А в 2016 году было решено использовать модель второго поколения — α7S II — с поддержкой записи видео 4K во внутреннюю память. На ее установку было очень мало времени, а повторное тестирование доставило немало хлопот. Большой удачей было то, что системы управления камерами α7S и α7S II не отличаются, а кроме того, в них устанавливаются одинаковые матрицы — это позволило нам использовать компоненты от α7S. Однако некоторые детали и элементы программного обеспечения несколько отличаются. Например, последовательность действий при включении источника питания немного другая, поэтому нам пришлось кое-что откорректировать.
Поскольку инженеры Sony предоставили нам информацию о частичных изменениях в микропрограммном обеспечении, а также различиях между α7S и α7S II, мы смогли провести все требуемые проверки и регулировки, необходимые для установки камеры на «Кибо».
Мы в восторге от возможностей съемки в разрешении 4K с помощью внешней камеры.

— Кроме возможности записи видео в формате 4K, существуют ли какие-либо другие отличия от предыдущей внешней камеры?

Раньше камера на внешней экспериментальной платформе «Кибо» всегда была направлена на Землю, однако новое крепление теперь позволяет ей двигаться по двум осям. Это значит, что даже если камера направлена на Землю, она все равно может перемещаться и делать снимки космоса. Теперь мы можем снимать Землю и космос под разными углами, что было невозможным до сих пор.

α7S II с объективом [FE PZ 28–135 мм F4 G OSS] в качестве внешней камеры на МКС 

[Внешний вид японского экспериментального модуля «Кибо» и место расположения камеры]

Штатив камеры расположен на краю японского экспериментального модуля «Кибо». Благодаря этому можно получать снимки и Земли, и космоса. Модуль оснащен шлюзом и рукой-манипулятором, что позволяет проводить эксперименты, а также устанавливать и перемещать оборудование для наблюдения без необходимости для астронавтов выходить в открытый космос.

Источник: JAXA

Источник: JAXA

Японский экспериментальный модуль (JEM)

Японский экспериментальный модуль (JEM)

1. Герметичный отсек 2. Экспериментальный модуль материально-технического обеспечения — герметичная секция 3. Шлюз 4. Дистанционный манипулятор 5. Внешняя экспериментальная платформа 6. Место расположения α7S II

Заменяемая на борту малая внешняя экспериментальная платформа (i-SEEP) и блок камеры


Заменяемая на борту малая внешняя экспериментальная платформа и блок камеры 

Проверки для обеспечения надежной и стабильной работы в космосе

— Как камера α7S II попала на Международную космическую станцию?

Поскольку космическое пространство является вакуумом, тепло не рассеивается посредством воздушной конвекции. Поэтому камера с объективом помещена в алюминиевый корпус — блок камеры. Чем больше контакт с алюминиевым корпусом, тем выше теплоотток. Блок камеры был защищен амортизирующими материалами и передан в составе герметизированного груза японским аппаратом KOUNOTORI.

— Какие тесты необходимо было провести, прежде чем использовать камеру на Международной космической станции?

Сначала мы убедились, что камера не выйдет из строя под влиянием космического излучения и будет работать правильно. Также мы проверили, сможет ли она функционировать в вакууме и при экстремальных температурных условиях космоса. Нам потребовалось удостовериться в том, что она выдержит вибрации во время запуска и не будет создавать электромагнитных помех.
Кроме того, мы проверили, выдержит ли камера электрические и электромагнитные шумы другого оборудования на МКС, а также убедились, что сможем без проблем управлять ее работой с Земли и получать изображения. До установки на внешней платформе камера попала в экспериментальный модуль, в котором астронавты живут и работают в обычной одежде. Поэтому необходимо было провести ряд тестов и удостовериться, что ничто на них не будет воздействовать, например выделяемые опасные газы.

Собственно, блок внешней камеры. Круглая деталь внизу — объектив. Круглое отверстие в кожухе камеры позволяет вести съемку вне помещения.

Аппаратное обеспечение осталось практически без изменений

Надежная технология, позволяющая работать в экстремальных условиях  

— Проводилась ли специальная подготовка оборудования для облегчения работы камеры в космосе? 

Если в таких условиях направить камеру на солнце, температура поднимется до очень высокой. И наоборот: если отвернуть камеру от солнца, температура опустится до чрезвычайно низкой. Температура может изменяться в диапазоне более 200 °C (390 °F). Чтобы обеспечить рабочую температуру камеры, мы используем охладитель и нагреватель.
Аппаратное обеспечение камеры осталось практически без изменений. Мы провели множество тестов, в ходе которых почти не возникало проблем. Надежность и устойчивость камеры α7S II позволяют использовать ее в таких условиях в исходном состоянии.

— Расскажите, как камеру α7S II настраивали для работы в открытом космосе.

Поскольку управление работой камеры осуществляется удаленно с Земли, мы изменили часть микропрограммного обеспечения, чтобы можно было регулировать параметры съемки с помощью рабочих команд. Практически все параметры экспозиции и других настроек можно корректировать дистанционно. Сейчас используется моторизованный зум-объектив SELP28135G, характеристики которого можно изменять удаленно. Теперь мы также можем записывать видеофайлы в формате 4K и передавать их на Землю. Кроме того, камеру можно включать и выключать с Земли. Для нее используется внешний источник питания, поскольку ввиду специфики места расположения замена аккумулятора была бы очень затруднительной.

Даже с моторизованным зум-объективом (FE PZ 28–135 мм F4 G OSS) камера α7S II легко помещается в кожух.

Новые горизонты и никаких границ для воображения благодаря снимкам из космоса

— Для кого предназначены ваши материалы?

Абсолютно для всех. За рутиной мы не можем понять истинную важность проблем нашей планеты. Но все меняется, если посмотреть на Землю из космоса. Я хочу, чтобы воображение дополнялось реальными картинками, чтобы у людей пробудилось любопытство. И, может, увидев эти снимки, больше детей захотят работать в области, связанной с космосом, например разрабатывать специальные камеры. Осознание того, что мы воспитываем следующие поколения, принесло бы мне настоящее удовлетворение.

Способ подачи питания изменен: вместо аккумулятора используется внешний источник

Тошитами Икеда

Тошитами Икеда

Старший инженер
Центр координации и обеспечения полетов
Отдел технологий для запуска космических аппаратов с людьми на борту
Японское агентство аэрокосмических исследований

Получил диплом магистра, присоединился к NASDA (Национальное агентство по исследованию космоса, Япония, в настоящее время — JAXA). Задействован в разработке и развитии японского экспериментального модуля «Кибо». Занимает должность с 2015 г.

Нажмите ниже, чтобы просмотреть рекомендуемые продукты