Які проблеми обмежують дозвіл цифрових фотоапаратів, що літають у космосі?

Я читав про місію Juno НАСА і натрапив на статтю у Вікіпедії про JunoCam , яка є бортовою камерою видимого світла Juno.

У статті згадується, що роздільна здатність датчика становить 1200x1600 пікселів, що виходить трохи менше 2 Мп.

Очевидно, що відправлення будь-якої камери у глибокий космос та встановлення стабільної орбіти навколо Юпітера - це не маленький подвиг - але, бачачи, як Juno запущений у 2011 році, чому дозвіл датчика JunoCam настільки низький?

Я припускаю - можливо, занадто оптимістично - що зміни дизайну, як вибір сенсора, будуть доопрацьовані за 4-5 років до запуску. У 2006-2007 роках споживчі DLSR часток початкового рівня часто продавали 10MP датчиків.

В основному;

• Чи важче загартувати датчик високої роздільної здатності від небезпек у просторі?

• Якщо ні, то з яких причин NASA могла уникати використання датчиків вищої роздільної здатності?

Існує одна головна вимога для глибококосмічних місій: надійність. Взагалі, переважні частини NASA є досить жорсткими, оскільки головна потреба полягає в зрілій, добре зрозумілій технології. Найсучасніша технологія, яка не працює, нахмуриться за обставин. Тож 10-річні датчики зображення - це те, чого ви очікуєте.

Крім того, якщо ви прочитаєте пов’язану статтю JunoCam, ви побачите (другий абзац, перше речення), що швидкість передачі даних відбувається досить повільно, порядку 40 Мб за 11 днів. Збільшення розміру зображення скорочує кількість зображень, які можна придбати, і я думаю, що багато зусиль пішло на визначення компромісу між кількістю зображень та роздільною здатністю зображення.

Для чого НАСА наполегливо прагне покращити швидкість передачі даних для своїх програм, але обмежена потужність і тривалий діапазон роблять це нетривіальною проблемою. Місія LADEE кілька років тому включила LLCD (Lunar Laser Communication Demonstrator), який працював досить добре, і це дуже обіцяє (межа оптичного зв'язку 1 біт / фотон на приймачі), тому майбутні місії можуть бути в змозі виконати набагато краще.

Ви, здається, відчуваєте, що якість фотографій, зроблених у просторі, обмежена роздільною здатністю датчика, що не так. Не менш важливими факторами є чутливість датчика, яка погіршується в міру збільшення кількості пікселів, і надійність оптичної системи.

Простіше кажучи, якби ви відправляли 10-мегапіксельну DLSR-камеру на Юпітер, вона не змогла б зосередитись належним чином (або зовсім) після коливань, які вона відчула під час запуску, до точки, де фактична роздільна здатність датчика не мала б значення. Плюс до цього не було б достатньо світла для створення якісних фотографій.

Подумайте більше, як за 10 років до запуску. Після розробки проектування - зміна компонентів є головним фактором ризику, і вони навряд чи захочуть цього зробити. Значна кількість цього часу буде витрачена на тестування.

Це привабливість маленьких супутників-одноразових супутників з дешевими пусковими установками, що виходять на орбіту Землі - якщо ви втратите його, то це не така вже й велика справа. Однак, маючи великі інвестиції у гроші та час, щоб дістати цю річ Юпітеру, додавання ризику, як правило, не є гарною справою.

Також дифракція в оптичній діафрагмі обмежує корисний розмір фізичного пікселя до відносно великого значення. Деталі коштують декількох хвилин веб-досліджень, оскільки вони також обмежують ефективну роздільну здатність, можливу за допомогою точного піксельного кроку, поширеного в цифрових камерах, включаючи DSLR.

Швидкість передачі даних повинна враховуватися. Це витрачає час і енергію акумулятора, щоб повернути назад усі зображення, які ви збираєте.

До вашого першого питання: Так: Захистити мікроелектроніку від жорсткого випромінювання буде набагато складніше, оскільки ви зменшите розмір пікселя і підвищите його сприйнятливість до іонізуючого випромінювання.