宇宙のデジタルカメラの解像度を制限する課題は何ですか?


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NASAのJunoミッションについて読んでいて、Junoのオンボード可視光カメラであるJunoCamに関するウィキペディアの記事を見つけました

この記事では、センサーの解像度は1200x1600ピクセルであり、2MPをわずかに下回ると述べています。

明らかに、カメラを深宇宙に送り木星の周りに安定した軌道を確立することは簡単なことではありませんが、2011年にJunoがローンチされたとき、JunoCamのセンサーの解像度がそれほど低いのはなぜですか?

センサーの選択などの設計変更は、発売の4〜5年前に確定すると想定しています。2006年から2007年にかけて、エントリーレベルの消費者向けDLSRは多くの場合10MPセンサーを搭載していました。

基本的に;

  • 宇宙の危険に対する高解像度センサーを強化することはより困難ですか?

  • そうでない場合、NASAは高解像度のセンサーの使用を避ける必要がある理由は何ですか?


あなたが別の方法で解決を図ることができれば、リスクありえない価値の利益のすべてのように、素晴らしい答えすべてに追加して、センサーの解像度は、(彼らが)画像を縫合することによって克服することができる
ウェズリー・リー

回答:


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深宇宙ミッションには、信頼性という最も重要な要件が1つあります。一般に、NASAの優先パーツは非常に奇妙です。なぜなら、最も重要なニーズは成熟した、よく理解された技術に対するものだからです。動作しない最先端のテクノロジーは、このような状況では嫌われています。10年前のイメージセンサーは、あなたが期待するものです。

さらに、リンクしたJunoCamの記事を読むと、データ転送速度が11日間で40 MB程度と非常に遅いことがわかります(2番目の段落、最初の文)。画像サイズを大きくすると、取得できる画像の数が減ります。画像の数と画像の解像度のトレードオフを決定するのに多くの努力が費やされたと思います。

価値のあるものとして、NASAはプログラムのデータレートの向上を推進してきましたが、限られた電力と長距離により、これは些細な問題ではありません。数年前のLADEEミッションには、LLCD(Lunar Laser Communication Demonstrator)が組み込まれており、これは非常にうまく機能しました。これは非常に有望です(レシーバーでの光通信の制限は1ビット/光子)。ずっと良い。


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打ち上げの5年前にセンサー自体をアップグレードすることは不可能だとは思いませんが、既存の光学システムでセンサーだけをアップグレードすることはあまり役に立ちません。
ドミトリーグリゴリエフ

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宇宙で撮影された写真の品質はセンサーの解像度によって制限されるという印象を受けているようですが、そうではありません。同様に重要な要素は、ピクセル数を増やすと悪化するセンサー感度と、光学システムの堅牢性です。

簡単に言えば、10MP DLSRカメラをJupiterに送信すると、起動中に振動が発生した後、実際のセンサー解像度が問題にならないポイントまで適切に(またはまったく)焦点を合わせることができなくなります。さらに、高品質の写真を作成するのに十分な光が得られません。


センサーの解像度は焦点を合わせる能力にどのように影響しますか?
ローンボート

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そうだとは言わなかった。それとは逆の方法です。焦点を合わせる能力は有用なセンサー解像度を定義し、より高い解像度のセンサーをインストールしても画質は向上しません。
ドミトリーグリゴリエフ

ああ、それは理にかなっています。説明をありがとう!
ローンボート

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発売の10年前のように考えてください。一度設計されたら、設計されます。コンポーネントの変更は大きなリスク要因であり、そうしたいとは思わないでしょう。その時間の大部分はテストに費やされていました。

これは、地球軌道に投入される安価なランチャーを備えた小型の半使い捨ての衛星の魅力です。1つを失っても、それほど大したことではありません。しかし、お金と時間をかけて巨額の投資を行うことで、このことを木星にもたらしたため、一般的にリスクを追加することは良くありません。


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また、光学開口部での回折により、使用可能な物理ピクセルサイズが比較的大きな値に制限されます。詳細は、デジタル一眼レフなどのデジタルカメラで一般的な細かいピクセルピッチで可能な有効解像度を制限するため、数分間のWeb調査の価値があります。


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データ伝送速度を考慮する必要があります。収集した画像を送り返すには、時間とバッテリーのエネルギーがかかります。

最初の質問:はい:ピクセルのサイズを小さくし、電離放射線に対する感受性を高めると、マイクロエレクトロニクスを強力な放射線から保護することははるかに難しくなります。

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