NASA疯狂太空摄影背后的技术

成功拍摄太空中的第一个物体是什么?

月亮,追溯到1840年。猴子见,猴子见。

天文摄影使外行人可以了解我们的自然世界。它瞥见了上空,使我们更接近迫使每个时代的最伟大的头脑敬畏地向上仰望的事物。

谦卑?绝对地。天文摄影师如何克服障碍,将我们的地面视野限制为一团天鹅绒般的黑暗,而每个天文物体都变成一小束光?

太空摄影史

二十世纪,望远镜的出现远远超出了任何其他事物的能力。太空时代在文化上引起了狂热,这激起了公众对于全面了解那里发生的事情的胃口 NASA非常乐意履行义务。

1972年12月7日,阿波罗17号机组人员朝着登月目的地驶去时,标志性的“蓝色大理石”影像描绘了地球的所有荣耀,是由阿波罗17号机组人员拍摄的。它是由装有80毫米镜头的哈苏相机拍摄的蔡司镜头,计划外并在当下炙手可热。

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从那时起,许多无人为我们的天文照相馆做出了贡献。哈勃太空望远镜可能是美国宇航局目前最广为人知和钟爱的哈勃太空望远镜,配备了几种用于光学探测和查询的工具。自1990年以来,它能够捕获不受地球大气层破坏的图像,从而一直为我们提供围绕我们周围事物的令人难以忘怀的图像。

广角相机或简称WFC3,能够收集可见光以及紫外线和红外线辐射的图像。它的宇宙起源光谱仪(也称为COS)专门研究紫外线。遥远的类星体和运动中的遥远星系的图像以一种我们永远无法欣赏的方式被栩栩如生。

展望未来,先进的勘测相机ACS用于研究深空最远和最偏远的角落。这是一种能够检测暗物质的高度敏感的设备,向我们展示了可怕的现实,远远超出了我们在地球上看到的任何东西。

自从这些早期尝试以来,大型技术在太空竞赛中的作用才变得更加突出。未来对我们来说意味着什么?

NASA太空摄影背后的技术

美国宇航局最新的太空摄影传奇是THEMIS计划的新照片,这些照片是在火星奥德赛轨道飞行器的帮助下实现的。该热成像系统目前致力于研究火星表面的矿物分布

无论您正处于哪个时代,都将在每个交叉路口找到支持太空摄影技术的几个核心原则。那么,NASA如何拍摄太空照片?

空间摄影的类型

拍摄宇宙照片时,有几种入门方法。与任何类型的摄影一样,需要使用长镜头(在这种情况下是望远镜)来放大远处的物体,而这些物体我们在物理上是无法闭合的。

Prime Focus Photography中,望远镜的长度作为图像的焦距。通过望远镜看到的图像直接投射到相机的CCD上,并根据传感器的尺寸相应地放大。

作为参考,CCD(电荷耦合器件)用作数码相机中的“胶片幻灯片”。数码相机中的光敏传感器就是在这里连接到解释它们并产生图像的集成电路的。

正投影最适合月球和行星摄影。一个介于中间的发散透镜,通常称为“目镜”,位于CCD和望远镜向内会聚透镜的焦平面之间,使最终得到的图像清晰可见,而不会影响细节或质量。

如何?入射光的“圆锥”在会聚到摄影平面上的单个点之前被中断。相对于相机传感器的尺寸,所生成的图像投影的比例要大得多。

负投影的方向相同-将会聚望远镜镜头与相机分开的发散镜头被替换为另一个会聚镜头,也称为Barlow镜头。这减少了图像的焦距,使有效会聚点更靠近镜头本身的元件。

这样可以保留系统的功能,而不会裁剪生成的图像。可以享受与未放大图像相等的强度的“更宽”视场,该强度使我们与被摄对象之间保持一定距离。

红外太空摄影

为什么要使用红外技术?它使我们能够“看到”通常被粒子云遮盖的隐藏物体。这些物体的热量和辐射穿透了碎片云,尽管以我们自己无法看到的任何方式。

我们的眼睛专门处理可见光的光谱。不在此范围内的任何东西,例如紫外线或X射线,都不会将任何东西传达给这些原始的感知工具。实际上,可以说电磁频谱的这些区域完全没有颜色。红外线辐射可以算在其中。

这种性质的照片所捕获的红外光是人为分配的颜色,使我们瞥见了宇宙,但实际上没有从严格的人类意义上看到的东西。所收集的信息构成一个热点图,较热的对象呈现一种色调,较冷的对象呈现另一种色调。

合成外层空间照片

考虑到我们外星人家园的宽度和广度,单枪匹马地容纳整个宇宙是一项艰巨的任务。

除了全景图之外,这些合成的照片还可以包含随后通过多个滤镜拍摄的同一物体,每次都捕获不同类型的光。与仅一张照片所传达的信息相比,这些信息被整合在一起以描绘出更加亲密和细腻的图片。

搭载摄影

在前面提到的月球的双重定型之前,达盖尔本人并未成功地尝试过。由于曝光时间太长,因此模糊不清-相机拍摄影像时,月亮离他远了。

太空中的一切都在不断地运动,就像夜空看起来那样宁静祥和。就像晚上在家里拍照一样,我们的设备必须补偿这些遥远而昏暗的远景给我们带来的条件。

要坐下来等待所需的曝光时间,这些稀有和奇特的物体和事件的需求将十分艰巨。他们将使我们过去,只不过是一团混乱。

为了更直接地补偿天体的运动,安装在自动赤道仪上的可伸缩摄像机会在摄像机曝光图像时移动摄像机。该设备可让照相机在其前方的星星上进行训练,从而可以进行更长的曝光,而不会使场景的细节陷入混乱。

业余爱好者欢欣鼓舞:对于那些有兴趣从自己的后院追求业余爱好的人来说,该地区有许多专业的生产设备。

未来在那里,我们希望看到一切

数十年来, SpaceX和NASA一直在向太空发射载人飞行任务。每次游览时,一定有很多照片可以找回我们。

随着时间的流逝,毫无疑问,我们将获得比以往任何时候都更令人叹为观止和令人敬畏的外太空图像。目前,我们急切地等待着呼吸,将其从自己家乡的舒适星球中吸取。