Якість передачі зображень з камер марсохода Perseverance забезпечують лінзи німецької фірми Jenoptik. DW поспілкувалася із очільником представництва компанії в США.
Реклама
Марсохід NASA Perseverance, зробивши успішну посадку 18 лютого 2021 року, надсилає з Червоної планети на Землю фото і відео досі небаченої якості. На головних з його більш ніж 20 камер встановлені лінзи німецької компанії Jenoptik.Керівник представництва цієї фірми у США Джей Кумлер розповів DW про особливості створених для космосу нових типів лінз і про те, як вони тестувалися.
DW: Ви, напевно, побачили перші знімки з Марсу раніше, ніж решта світу. Що Ви подумали в той момент, і скільки пляшок шампанського випили?
Джей Кумлер: Ми побачили знімки в той же час, як і усі інші. Їх опублікували незабаром після посадки одночасно для всіх. Це був дуже зворушливий момент - змішані почуття полегшення, гордості і, повторюся, хвилювання, тому що ми знаємо, наскільки важливою для марсохода є в найближчі роки надійна робота камер.
Наскільки те, що Ви побачили, відповідало Вашим очікуванням?
Ми аналізуємо знімки, які отримуємо справа, зліва, спереду і ззаду з різних камер: навігаційних і камер розпізнавання небезпеки. За нашими оцінками, все працює відмінно.
Яка фотографія або відео були для Вас особливими, чимось Вас здивували?
Перша фотографія завжди справляє найсильніше враження, тому що це доказ того, що марсохід в безпеці і перебуває на твердій поверхні. Це було фантастично. На перших знімках ще було видно спеціальні ковпаки, які потрібні для захисту від пилу під час посадки. Коли ковпаки зняли на другий день і ми побачили чіткі обриси горизонту, цей знімок мені найбільше запам'ятався.
Спеціально для цього марсохода Jenoptik розробила три типи лінз. Скільки їх, де вони встановлені і в чому їхні особливості?
Jenoptik пишається бути частиною команди розробки камер. Ми опікувалися технічними камерами, які допомагають марсоходу під час навігації та збору зразків ґрунту. Крім них, є ще наукові камери. Ми розробили чотири камери розпізнавання небезпеки. Вони розташовані там же, де й у звичайного автомобіля, - попереду і ззаду в нижній частині корпусу марсохода. Це зроблено для того, аби він міг уникати зіткнень. Марсохід працює автономно 24 години на добу до отримання наступних вказівок, тому його робота залежить від цих камер. Навігаційні камери розташовані вище, на щоглі, їх теж чотири, і вони використовуються для того, аби дивитися уздовж лінії горизонту і керувати марсоходом.
Є ще дійсно особлива камера - кеш-камера, вона розташована на днищі марсохода. Її завдання - дивитися в циліндричні контейнери, трубки, в які збираються зразки марсіанського ґрунту, і стежити за тим, аби все йшло за планом. Було б дуже неприємно, якби контейнери повернулися на Землю без проб. Ця кеш-камера особливо важлива, оскільки вона повинна бути найчистішою. Якщо на її лінзах будуть якісь частинки, це може привести до забруднення зразків з Марса. Для науки це було б катастрофою. Колеги з NASA кажуть, що кеш-камера на марсоході - одна з найчистіших, коли-небудь створених агентством.
Будь-хто, хто робив фотографії, наприклад, на пляжі, знає, як важливо захищати об'єктив від піску, який може зіпсувати лінзи. Як ви захистили лінзи на марсоході з урахуванням важких погодних умов на планеті?
Для цього застосовуються захисні ковпаки і захисний шар на самих лінзах. Кеш-камера дивиться прямо в контейнер, в трубку, там більше нічого немає, тому вона повинна бути абсолютно чистою. Сучасні покриття і захисне вікно допомагають охороняти оптику від пошкоджень.
А як були захищені лінзи під час посадки на Марс?
Захисні ковпаки дуже масивні. Ми їх не розробляли, але вони можуть витримати важкі умови під час посадки.
Розроблені за Вашої допомоги камери застосовуються і на Землі, чи це суто космічна техніка?
Вони розроблені спеціально для Марсу і цієї місії. З урахуванням нинішнього досвіду їх можуть використовувати і для майбутніх космічних експедицій. NASA віддає перевагу тому, щоб застосовувати технології, які вже існують. Ми не розробляли безпосередньо самі камери, але порівняно з попередніми експедиціями вони стали значно кращими. У них вища роздільна здатність, краща передача кольору тощо. Тобто для освоєння космосу це великий крок вперед, але на Землі їх не використовують.
З чого і як зроблені лінзи Jenoptik?
Кожна з цих лінз настільки мала, що вміститься на долоні. Вони виготовлені з різних видів скла, аби отримати необхідну корекцію кольору. Крім того, під час розробки враховуються температурні умови на Марсі. Крім чистоти лінз, температурний аспект був, мабуть, одним з найскладніших.
Знімки з Марсу вражають чіткістю. Вас це здивувало? Це результат хороших камер чи хороших лінз, чи і того, і іншого?
Ні, нас це не здивувало. Тут, у Флориді, нам довелося створити спеціальне обладнання для тестування, за допомогою якого лінзи піддавалися впливу марсіанських температур, зокрема й на полюсах. А це нижче мінус 100 градусів за Цельсієм. Випробування в лабораторії показали, що лінзи не тільки можуть витримувати такі температури, але й будуть правильно "бачити".
Jenoptik розробила для місії три різних типи лінз. Яким із них Ви особливо пишаєтеся?
Лінзи на навігаційних камерах найпомітніші, скажімо так. NASA використовує їх, зокрема, й для панорамних знімків. З огляду на їхню високу роздільну здатність, це дуже вражає.
Навігаційні камери і камери розпізнавання небезпеки є подвійними, так званими стереокамерами. Для чого це?
Це дає можливість робити знімки з двох різних перспектив - так, як люди дивляться за допомогою пари очей. Це дає більш широкий огляд.
Jenoptik брала участь в попередніх місіях NASA на Марс?
Ні, для Jenoptik це вперше, але наша фірма Coastal Optical Systems давно співпрацює з NASA. Ми допомагали створити телескоп Hubble, але це було до того, як в 2002 році ми стали частиною Jenoptik.
Посадка на Марсі: "Сім хвилин жаху" та фото з червоної планети
Після семимісячної подорожі через Всесвіт марсохід Perseverance 18 лютого сів на Марсу і навіть уже надіслав перше фото з поверхні червоної планети.
Фото: NASA/Xinhua News Agency/picture-alliance
Відразу до роботи: перші фото з місії
Марсохід Perseverance, який на Марс відрядила NASA, не став гаяти жодної хвилини. Відразу після приземлення на поверхню червоної планети ввечері четверга за київським часом він відіслав на Землю чорно-білі знімки. Науковці сподіваються, що вже незабаром вони отримають подальші фото, відео та, можливо, аудіозаписи з Марсу.
Фото: NASA/Xinhua News Agency/picture-alliance
"Сім хвилин жаху"
Приблизно за сім хвилин до посадки літальний апарат увійшов в атмосферу Марсу зі швидкістю приблизно 20 тисяч кілометрів на годину. Через надто складні маневри, які необхідно було виконати при посадці, у контрольному пункті NASA ще раніше говорили про цей завершальний етап подорожі, як про "сім хвилин жаху".
Фото: NASA/Xinhua News Agency/picture-alliance
Після входження в атмосферу Марсу
Після входження в атмосферу у літального апарату відкрився гальмівний парашут. Спеціальний щит, який слугував для захисту від надвисоких температур, відділився. Включилися ракетні турбіни, які допомогли суттєво зменшити швидкість.
Фото: NASA/JPL-Caltech/Xinhua/picture alliance
"Приземлення підтверджено"
Під час останньої фази приземлення з висоти приблизно 20 метрів спеціальний кран опустив марсохід на поверхню планети в кратері Єзеро. Після цього платформа з краном приземлилась і сама. "Приземлення підтверджено", - завив керівник маневру приземлення, інженер NASA Сваті Мохан, слова якого процитувало інформаційне агентство AFP.
Фото: NASA/JPL-Caltech/Xinhua/picture alliance
Емоції в контрольному центрі NASA
З величезним полегшенням й радістю сприйняли в контрольному центрі NASA звістку про посадку марсохода. Один з директорів NASA Томас Цурбахен зізнався, що навіть знехтував правилами, встановленими під час пандемії COVID-19, і, не стримуючи емоції, почав обнімати колег. Президент США Джо Байден заявив про "історичну" посадку.
Фото: Bill Ingalls/NASA/AP Photo/picture alliance
Марсохід Perseverance слідуватиме за водою
Мета місії "Марс-2020" - з'ясувати, чи є життя на червоній планеті, а також зрозуміти, чи може її атмосфера так змінитися, що стане придатною для життя людей. Як пояснили в NASA, марсохід Perseverance ("Наполегливість") "слідуватиме за водою". Цим пояснюється й вибір місця висадки - вважається, що поблизу кратера Єзеро (Джезеро) є висохла річкова дельта й дно озера.
Фото: NASA/JPL-Caltech
Значно потужніший за попередника
Новий марсохід NASA має допомогти своєму колезі Curiosity в його роботі на Марсі. Він важить понад одну тонну, несе на собі більше дослідницького обладнання та датчиків. Зокрема, марсохід оснащений сімома дослідницькими інструментами, 23 камерами, двома мікрофонами, одним лазером, а його маніпулятор потужніший за той, що на Curiosity. Він має навіть мінігелікоптер: на фото - перед марсоходом.
Фото: NASA/JPL-Caltech
З мінігелікоптером на борту
Гелікоптер на Марсі - це справжня прем'єра! Такий літальний апарат не використовувався ще під час жодної місії на червону планету. Можна собі уявити, що розробники застигли в напруженому очікуванні: як поводитиметься дрон в атмосфері Марсу і в умовах гравітації, яка є втричі меншою, ніж на Землі? Серед головних завдань місії - з'ясувати, чи можна видобувати кисень з марсіанських шарів ґрунту.
Фото: NASA/JPL-Caltech
Робот-гігант
Curiosity, якому допомагатиме Perseverance, - поки що найбільший і найсучасніший з усіх марсоходів. Він "приземлився" ще 6 серпня 2012 року і з того часу проїхав понад 22,3 кілометра. Він не просто марсохід. Його офіційна назва - "марсіанська наукова лабораторія", і це справді повноцінна лабораторія на колесах.
Фото: picture-alliance/dpa/Nasa/Jpl-Caltech/Msss
Чи він може похвалитися?
Марсохід оснащений спеціальним спектрометром, який може аналізувати хімічні сполуки на відстані за допомогою лазера; повноцінною метеорологічною станцією, яка може вимірювати температуру, атмосферний тиск, радіацію, вологість і швидкість вітру; і найголовніше, хімічною лабораторією, яка може проводити детальні аналізи органічних сполук і постійно шукає ознаки інопланетного життя.
Фото: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Не просто дряпати поверхню
Curiosity довів теоретичну можливість життя на Марсі. Але він його ще не знайшов. Хоча й посилено шукає. Допомагає йому в цьому потужний бур. На зображенні він бере зразок всередині кратера Гейл.
Фото: NASA/JPL-Caltech
Гайда до лабораторії!
Марсіанський порох обробляється великою кількістю приладів. Спочатку, він фільтрується і розділяється на частинки різного розміру. Після цього ці частинки сортуються і відправляються до різних аналітичних лабораторних пристроїв.
Фото: picture alliance/AP Photo/NASA
Крихітний попередник
Попередники Curiosity були значно меншими. 4 липня 1997 року маленький марсохід Sojourner залишив свої перші сліди на поверхні червоної планети. Це був перший повноцінний марсохід, обладнаний рентгенівським спектрометром для проведення хімічних аналізів і оптичними камерами.
Фото: NASA/JPL
Коли розмір має значення
Три покоління марсоходів. Крихітка попереду - це Sojourner. Його вага - 10,6 кілограма, це ненабагато більше, ніж іграшковий автомобіль. Максимальна швидкість: один сантиметр на секунду. Opportunity важить вже 185 кілограмів. Curiosity на цьому тлі - розміром з невеликий автомобіль та вагою в 900 кілограмів - майже гігант. Він може рухатись зі швидкістю 4-5 сантиметрів на секунду.
Фото: NASA/JPL-Caltech
Майже чотири місяці служби
Sojourner за своє життя проїхав майже 100 метрів і передавав дані та фотографії до 27 вересня 1997 року. Це один з останніх знімків, зроблених за дев'ять днів до того, як з ним перервався радіозв'язок. Найімовірніше, цей маленький мандрівник заснув через батарею, яка не пережила холодних марсіанських ночей.
Фото: NASA/JPL
Прокладаючи шлях для технологій майбутнього
Без досвіду Sojourner нові марсоходи навряд чи можна було б собі уявити. У 2004 році NASA висадила на Марс два марсоходи одного модельного ряду: Spirit і Opportunity. Spirit прожив шість років, подолавши відстань у 7,7 кілометра. Цей марсохід долав гори, брав проби ґрунту і боровся із зимами та піщаними бурями. З його братом, Opportunity, науковці втратили зв'язок 13 лютого 2019 року.
Фото: picture alliance/dpa
Безліч гаджетів
Opportunity пройшов марафонську дистанцію в 42 кілометри ще в 2015 році, і на теперішній час він дослідив набагато більше території, ніж Curiosity. Він робив проби ґрунту за допомоги маніпулятора, а потім аналізував їх. Також він оснащений трьома різними спектрометрами і навіть 3D-камерою. Востаннє він працював у "Долині Наполегливості", перш ніж його вивела з ладу піщана буря.
Фото: picture-alliance/dpa
Марсіанські пейзажі
Ця панорама знята однією з камер Curiosity. Сучасні марсоходи лишатимуться в строю якомога довше - ще як мінімум п'ять років. Можливо, і довше. Марсіанський ландшафт здається вже якимось більш знайомим, ніж деякі пустелі тут, на Землі. Можливо, нам варто піддатися своїй пристрасті до подорожей - чи все ж таки краще залишити Марс роботам?