74

Zastanawialiście się czemu Curiosity – marsjański łazik, ma aparat rozdzielczości zaledwie 2 megapikseli?

Oglądając pierwsze zdjęcia z Marsa, przesłane przez łazik Curiosity, który wylądował na powierzchni czerwonej planety w poniedziałek rano, pierwsze pytanie jakie przyszło mi do głowy, to czemu te zdjęcia są w tak niskiej rozdzielczości? Jak się okazuje ważący prawie tonę sprzęt, wykonany niewątpliwie w „kosmicznej technologii” posiada aparat z matrycą jedynie 2 megapiksele. Mój ostatni […]

Oglądając pierwsze zdjęcia z Marsa, przesłane przez łazik Curiosity, który wylądował na powierzchni czerwonej planety w poniedziałek rano, pierwsze pytanie jakie przyszło mi do głowy, to czemu te zdjęcia są w tak niskiej rozdzielczości? Jak się okazuje ważący prawie tonę sprzęt, wykonany niewątpliwie w „kosmicznej technologii” posiada aparat z matrycą jedynie 2 megapiksele. Mój ostatni aparat cyfrowy, który miał taką rozdzielczość miałem 10 lat temu i nie jestem pracownikiem NASA, był to tani kompakt. Co zatem stoi za wyborem takiego aparatu dla tak ważnego i drogiego sprzętu?

Pierwszy powód który przyszedł mi do głowy, to problem z transferem dużej ilości danych na tak wielką, kosmiczną odległość i nie pomyliłem się. Łazik przesyła informacje najpierw do dwóch pojazdów kosmicznych orbitujących wokół Marsa, które przekazują sygnał dalej, w kierunku Ziemi. W ciągu doby Curiosity jest w stanie przekazać zaledwie 31,25MB, do tego ten transfer musi być dzielony pomiędzy całą aparaturę pomiarową, nie jest przeznaczona tylko na same obrazy z aparatu. W efekcie, w ciągu miesiąca marsjański łazik może przesłać mniej niż 1 gigabajt danych, czyli mniej, niż większość z nas wykorzystuje transferu na naszych smartfonach do przeglądania sieci. Gdyby jedno zdjęcie miało kilkadziesiąt megapikseli, mogłoby wysyłać się więcej niż dobę, zajmując cały transfer, co jest niedopuszczalne. Ale sam transfer to nie jedyny problem, powodów jest znacznie więcej.

Drugim jest specyfikacja, która powstała w okolicach 2004 roku. Wtedy aparat z matrycą 2 megapikseli nie wydawał się tak przestarzały jak obecnie. Specyfikacji nie można dowolnie zmieniać i tu dochodzimy do trzeciego powodu, jakim jest stopień znajomości układu, jego przetestowanie i niezawodność. Projektanci musieli uniknąć za wszelką cenę ryzyka, że po wylądowaniu łazika na marsie coś pójdzie nie tak i aparat przestanie działać. To by była totalna katastrofa – wysłać na odległą planetę pojazd i nie zobaczyć żadnych obrazów. Szybka naprawa czy wymiana z oczywistych względów nie wchodziła w grę. Stąd trzymanie się specyfikacji i sprawdzonych rozwiązań nie budzi zastrzeżeń ani zdziwienia. Czasami sprawdzone rozwiązanie jest lepsze, niż najnowsza technologia.

Tu dochodzimy do ciekawego paradoksu, technika rozwija się obecnie znacznie szybciej, niż mogą być realizowane projekty badawcze. W efekcie każdy sprzęt, którego zaprojektowanie, zbudowanie i wysłanie w kosmos trwa lata, po wystrzeleniu w kosmos jest przestarzały do tego stopnia, że byle telefon komórkowy za złotówkę posiada aparat większej rozdzielczości, niż kosmiczny łazik. Jeden z moich ulubionych, polskich pisarzy Science – Fiction, Janusz Zajdel, poruszył tę kwestię w swoich książkach, zwracając uwagę, że ekspedycja wyruszająca na inną planetę kilkadziesiąt lat później, może dotrzeć na miejsce i wrócić do domu wcześniej, niż ekspedycja która wyleciała dużo wcześniej, z powodu rozwoju prac nad napędem statków kosmicznych. Innym przypadkiem jest opóźnienie wylotu ekspedycji ratunkowej o paręnaście lat, żeby dolecieć na miejsce… wcześniej.

Są jednak sposoby aby poprawić rozdzielczość zdjęć z łazika. W tym celu można tworzyć panoramy składające się z matrycy wielu zdjęć i sklejenie ich w jedna całość. Przy fotografowaniu statycznego krajobrazu to rozwiązanie całkowicie się sprawdza i pozwalające obejść techniczne ograniczenia, dając obrazy w dużej rozdzielczości.

Aparat na łaziku nie tylko posiada niewielką rozdzielczość, ale również nie posiada żadnego przybliżenia, aparat jest stałoogniskowy. Zastosowanie smarów w warunkach kosmicznych jest trudne i wymagałoby nieustannego podgrzewania bateryjnego, żeby zapewnić smarom odpowiednią temperaturę pracy. Co prawda projekt przewidywał wprowadzenie zooma, ale ostatecznie nie została ona zamontowana w marsjańskim łaziku.

Jako ciekawostkę dodam na koniec, że James Cameron, znany reżyser, odpowiedzialny za takie filmy jak Obcy, Titanic, drugi Terminator czy Avatar, skutecznie lobbował NASA, aby umieścić w łaziku możliwość kręcenia trójwymiarowych filmów. Niestety, a może stety, okazało się, że jest za mało czasu i ostatecznie zrezygnowano z tego projektu.

Zainteresowanych technicznymi szczegółami aparatów marsjańskiego łazika zapraszam na portal DPreview, który jest źródłem artykułu, jak i zdjęć umieszczonych w artykule, które oczywiście pochodzą z NASA/JPL-Caltech.