מצלמות בחלל

דיגיטליות בחלל

עידן הצילום הדיגיטלי בחלל התחיל עשור שלם לפני שמצלמות דיגיטליות החלו לצבור תאוצה בשוק הצרכני. ב-1991 קיבלה NASA לידיה מחברת ניקון (עימה החל שיתוף פעולה פורה עוד בתקופת אפולו) דגם מיוחד של מצלמת ה-F4 האנלוגית אשר לה הותאם במיוחד גב דיגיטלי (ברזולוציה מרשימה לאותה התקופה – 1MP).

המצלמה שמשה בהצלחה במשימת החלל STS-48 של מעבורת החלל דיסקברי בספטמבר 1991 והמשיכה לשמש בשורה של משימות מאוחרות יותר עד 1993. את ה-F4 הדיגיטלית החליפו מספר דגמים של מצלמות קודק (למעשה מצלמות ניקון בעלות חיישן ואלקטרוניקה אשר פותחו על ידי חברת קודק). בין המצלמות הייתה ה-KODAK Professional DCS 460 – דגם שנכנס לשימוש ב-1995 והכיל חיישן קודק בן 6.2MP.

המצלמה שמשה במשך שנים רבות לצילומים שונים במעבורות החלל ובתחנת החלל ובעקבותיה הגיעו דגמים נוספים של חברת קודק ובהמשך שורת דגמים מוכרים יותר של חברת ניקון בניהם ה-D1 (מצלמת 2.7MP) אשר יצאה לשוק ב-1999, ה-D2X (מצלמת 12.4MP) אשר יצאה לשוק ב-2004 וממשיכתה ה- D2Xs אשר יצאה לשוק ב-2006. ה-D3 הייתה המצלמה הדיגיטלית הראשונה בפורמט מלא אשר הגיעה לחלל ובעקבותיה הגיעה גם ה-D3X. כל המצלמות נשלחו לחלל ללא שינויים מהותיים ושמשו הן לצילום בתוך המעבורת ותחנת החלל, הן לצילומים מתוך המעבורת והתחנה החוצה והן לצילומים בעת הליכות חלל (במקרים אלו בוצעו התאמות מסוימות, עוד על כך בהמשך).

לקראת סוף שנת 2009 הוחלט ב-NASA להוסיף גם את דגם ה-D3S החדש לרשימת מצלמות החלל של NASA. ארבעה חודשים מאוחר יותר, שתי מצלמות D3S יחד עם מספר עדשות AF-S NIKKOR 14-24mm f/2.8G ED הועמסו על מעבורת החלל דיסקברי ושוגרו אל תחנת החלל לאחת ממשימות המעבורת האחרונות טרם פרישתן המתוכננת.

עם השנים הפכה תחנת החלל ל”מחסן צילום” של ממש. שורה ארוכה של מצלמות מצויות באופן קבוע בתחנת החלל וכיום ישנם לפחות 15 סוגים שונים של עדשות ניקון (ולמעלה מ-35 עדשות בסך הכל) המרחפות בתחנת החלל הבינלאומית. בין אותן עדשות ניתן למצוא גם עדשות טלה ארוכות – 400 ו-800 מ”מ, את האחרונה ניתן לראות בסרטון הבא מדגימה את המתרחש בזמן האצה בחלל:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=sI8ldDyr3G0[/youtube]

ציוד הצילום בתחנת החלל משמש לשלוש מטרות עיקריות:

1. צילום בתוך תחנת החלל (צילום הצוות, המכשור וכו’).
2. צילום מתחנת החלל החוצה (צילום תמונות של כדור הארץ, מעבורת החלל וכו’).
3. צילום בעת הליכות חלל (צילום של תחנת החלל ומעבורות החלל מבחוץ).

לצורך צילום בתוך תחנת החלל עושים האסטרונאוטים שימוש בעדשות רחבות שונות בניהן ה-AF-S DX Zoom-NIKKOR 12-24mm f/4G IF-ED ה-AF DX Fisheye-Nikkor 10.5mm f/2.8G ED והחל מחודש אפריל 2010 כאמור גם ה-NIKKOR 14-24 mm f/2.8 G ED.

הציוד המעניין יותר בתחנת החלל לא נועד דווקא לצילום פנים התחנה אלא לצילום מן התחנה החוצה ובעיקר לצילומי תקריב של כדור הארץ. בין השאר משתמשים האסטרונאוטים בעדשות זום דוגמת ה- AF VR Zoom-Nikkor 80-400mm f/4.5-5.6D ED, ה- AF-S VR Zoom-Nikkor 200-400mm f/4G IF-ED וה”מפלצת” של סיגמא ה-300-800mm f/5.6 EX DG HSM. בנוסף עושים האסטרונאוטים על סיפון תחנת החלל שימוש בשורה של עדשות פריים טלפוטו בניהן ה- AF-S VR Nikkor 200mm f/2G IF-ED, ניקון 400 מ”מ (מאחד הדגמים הוותיקים) ועדשת ניקון 800 מ”מ (ישנה ונדירה). בחלק מן התמונות המצולמות מתחנת החלל גם עושים האסטרונאוטים שימוש במכפיל אופטי בכדי להאריך עוד יותר את טווח העדשה. אנקדוטה מעניינת הקשורה לצילום מהחלל נוגעת למה שרבים חושבים בטעות למבנה היחידי מעשה ידי אדם אותו ניתן לראות מהחלל ללא עזרים אופטיים – החומה הסינית. למעשה על פי NASA לא ניתן לראות את החומה מהחלל כלל, לא בעין בלתי מזוינת ואף לא בסיוע אמצעים אופטיים רגילים (החומה פשוט צרה מידי ובנויה מחומרים בעלי צבע קרוב מאד לצבע הסביבה). מצד שני, שורה ארוכה של עצמים מעשה ידי אדם נראים היטב מהחלל עם ואף בלי עזרים אופטיים. מכרות, כבישים, ערים ואף בניינים מסוימים נראים ומצולמים מתחנת החלל על בסיס קבוע.

כמובן שהאופטיקה היקרה והאיכותית שבתחנת החלל לא יכולה לבוא לידי ביטוי כל עוד החלונות דרכם מצלמים האסטרונאוטים את כדור הארץ לא יותאמו במיוחד למטרה זו. מסיבה זו עסקו ב-NASA בפיתוח חלונות מיוחדים בכדי לאפשר צילום נקי מהפרעות (הן באמצעות ציוד צילום קונבנציונאלי והן באמצעות מכשור מדעי מיוחד באורכי גל שונים).

החלונות המצויים במעבורת החלל פותחו על בסיס טכנולוגיה אשר נוסתה ב-X15 – מטוס הרקטה הניסויי אשר שבר שיאי מהירות בראשית שנות ה-60. החלונות נועדו לאפשר מצד אחד הגנה מפני חום בעת טיסה במהירות גבוהה במיוחד, ומצד שני ראות טובה מספיק בכדי לאפשר את הנחתת המטוס. טכנולוגיית החלונות אשר הותאמה למעבורת החלל הועברה עם השנים גם לתחנת החלל. אלא שחלונות אלו פותחו להיות אטומים, חזקים ועמידים אך יכולת ההעברה האופטית שלהם הייתה נחותה. כבר בראשית שנות ה-90 הציעו גורמים בתוך NASA לפתח חלון תצפית איכותי עבור מעבורת החלל, אלא שרעיון זה נזנח משיקולי תקציב. הרעיון צף ועלה שוב בהקשר לתחנת החלל וב-NASA הסכימו לשקול אותו במידה ויימצא התקציב המתאים – 700 אלף דולר. התקציב נמצא לבסוף ב-1996 (חלקו אגב הגיע באופן מעניין מתקציב משרד הביטחון האמריקני) והעבודה על החלון המתקדם החלה.

החברה אשר נבחרה לפתח את הזכוכית המיוחדת לחלון הייתה Corning Incorporated (אותה החברה אשר סיפקה חלונות עבור תוכנית החלל האמריקנית מאז תקופת אפולו). החברה עמדה בפני משימה לא פשוטה – לראשונה בתולדותיה היה עליה לייצר פיסת זכוכית יחידה בקוטר 20 אינצ’ באיכות הקרובה לזו של טלסקופ. החומר אשר נבחר לשמש את החלון היה צורן דו-חמצני  (silicon dioxide) סינטטי (שם מסחרי Corning 7940) וזאת בשל יכולתו לעמוד בשינויי טמפרטורה בשילוב עם יכולת העברת האור הגבוהה שלו. החברה הייתה צריכה לדאוג למנוע פגמים מיקרוסקופיים בתהליך הייצור (פגמים העשויים לגרום לבועיות זעירות הפוגמות בהעברת האור של הזכוכית) ובסוף תהליך הייצור הראשוני עברה הזכוכית לליטוש בחברת Zygo העוסקת בין השאר בייצור ציוד אופטי מטאורולוגי ברמה גבוהה.

התוצר הסופי היה החלון בעל התכונות האופטיות המתקדמות ביותר אשר נשלח אי פעם לחלל על סיפון חללית מאויישת. צוות של 30 מהנדסים ומדענים מ-NASA ומן האקדמיה בחנו את תכונותיו האופטיות של החלון והסיקו כי לחלון יכולת העברה של למעלה מ-98% מהאור הנראה הנופל על השכבה החיצונית של החלון (לחלון ארבע שכבות ניתנות להחלפה). לצורך השוואה לחלונות המעבורת (ויתר החלונות בתחנת החלל) יכולת העברה של פחות מ-80% מהאור הנראה תוך עיוות משמעותי.

החלון הותקן בחלק הפונה לכדור הארץ במעבדת החלל Destiny (אחד הרכיבים המרכזיים בתחנת החלל הבינלאומית) אשר שוגרה לחלל בפברואר 2001 ושימש מאז לצילום עשרות אלפי תמונות של כדור הארץ. בשנה האחרונה נוסף (לאחר עיכובים רבים) מודול מיוחד המכונה ה-Window Observational Research Facility (או WORF בקצרה, וכן הדמיון ללוחם הקלינגוני מסדרת מסע בן כוכבים לא נעלמה מעיני NASA), אשר הוצב לפני החלון ותפקידו לסייע לאסטרונאוטים לבצע תצפיות באמצעות ציוד צילום מתקדם יותר.

בסרטון הבא מתאר האסטרונאוט Mario Runco, אשר פעל רבות לפיתוח את חלון התצפית האופטי המתקדם וה-WORF, את יכולותיהם של החלון והמודול החדש (חלקו השני של הסרטון ניתן לצפייה בקישור הבא):

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=cc82Pl_fcsk[/youtube]

בפברואר 2010 נוסף לתחנת החלל רכיב מרכזי נוסף תחת שם הקוד Tranquility. הרכיב אשר נבנה עבור NASA בידי סוכנות החלל האירופאית (ESA) באמצעות קבלנית המשנה האיטלקית Thales Alenia Space, נועד לאחסון יחידה מתקדמת לייצור והשבחת חמצן (life support) וכן לאימון האסטרונאוטים (אשר שריריהם נוטים להתנוון בתנאי חוסר כבידה לאורך זמן). גולת הכותרת של ה- Tranquility הוא המצפה “הרב-חלוני” אשר חובר בחלקה הפונה לכדור הארץ ומכונה Cupola.

ה-Cupola (שמשמעותו צריח תצפית של כיפה) נועדה להשלים את חלון התצפית האופטי שבמעבדת החלל Destiny. למרות שאיכותה האופטית של ה-Cupola נמוכה משמעותית מזו של החלון האופטי המתקדם שבמעבדת ה-Destiny, היא מאפשרת מבט פנוראמי רחב בהרבה מזה הנשקף ממעבדת החלל וזאת הודות לששת החלונות הטרפזיים המרכיבים אותה ומסודרים במעגל ולחלון המרכזי העליון בקוטר 80 ס”מ (החלון הגדול ביותר ששוגר בחללית מאוישת אי פעם). בשל צורתו הבולטת והחלונות ההיקפיים ה-Cupola מאפשרת לאסטרונאוטים לצלם מגוון תמונות רחב בהרבה משיכלו עד כה והיא נבנתה באופן המאפשר לשני אסטרונאוטים לרחף בתוכה במקביל (אם כי ספק אם לצלם תוכה במקביל באמצעות שתי עדשות טלה ארוכות).

בסרטון ניתן לראות מסע וירטואלי ב-Cupola בטרם שוגרה לחלל:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=MNQ8s2jnMTc[/youtube]

ובסרטון הבא ניתן לראות את ה-Cuploa במציאות:

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=fwEyWrEqXmg[/youtube]

בכדי להבין מעט על האופן בו מתבצע הסוג השלישי של צילומים בתחנת החלל אלו המתרחשים מחוץ לחללית, ערך MegaPixel ראיון עם מספר גורמים בסוכנות החלל האמריקנית.

עידו גנוט

עידו גנוט הוא עורך ומייסד אתר הצילום מגה פיקסל. הוא מסקר חדשות טכנולוגיה מאז סוף שנות ה-90 וכתב וערך עבור שורה של מגזינים בינלאומיים מובילים. הוא עוסק בתחום הצילום מאז שנת 2009. עידו הוא גם מייסד שותף בחברת ההפקה Shooteat.co.il העוסקת ביצירת תוכן ויזואלי עבור חברות מסחריות.

אתם יכולים לתמוך באתר מגה פיקסל על ידי רכישה מהשותפים שלנו

משווקים: Amazon, B&H, Adorama and E-bay.

למה שתסמכו עלינו?