Gå til Innhold

Oppslukende 4K-videoer fra verdensrommet tatt av α7S II 

Fra den japanske eksperimentmodulen KIBO på den internasjonale romstasjonen 

α7S II tok de aller første kommersielle 4K-bildene i verdensrommet.

Det nye kamerasystemet, inkludert et α7S II, ble montert i den eksponerte fasiliteten (EF) på den internasjonale romstasjonens (ISS) japanske eksperimentmodul KIBO. 

H-II-transportfartøyet KOUNOTORI, et japansk lasteromskip som betjener den internasjonale romstasjonen, ble skutt opp fra Japans største romsenter, Tanegashima, 9. desember 2016 med et av de revolusjonerende α7S II-kameraene fra Sony om bord. Dette gir oss på bakken muligheten til å se bilder fra verdensrommet i 4K eller Full HD-videooppløsning, samt stillbilder på 12 megapiksler.
Den internasjonale romstasjonen svever ca. 400 kilometer over jorden i en hastighet på ca. 8 km/sek og går i bane rundt jorden på ca. 90 minutter (16 kretsløp om dagen). Det er raskere enn en pistolkule.
Hvorfor ble α7S II valgt ut som kamera i de utrolige omgivelsene i verdensrommet, og hva slags motiver ønsker de å fange inn med dette kameraet? Vi tok en prat med Toshitami Ikeda, JAXAs overingeniør og ansvarlig for kamerasystemet utenbords.

(intervjuet 13. desember 2016)

Tar bilder som kun er synlige fra verdensrommet

Uvanlige naturfenomen og jordens skiftende form.

Kan du til å begynne med fortelle oss om hensikten, rollen og formålet til det utvendige kameraet?

Hensikten med det utvendige kameraet er å ta klare bilder av jorden fra den internasjonale romstasjonen. Ved å fange inn enestående og oppslukende bilder fra rommet av noe som en stor katastrofe på bakken, kan du få en bedre forståelse av aspekter ved situasjonen som ikke kan ses fra bakken, for eksempel skader og omfanget av dem. Vi kan også utforske miljøforandringer ved å ta kontinuerlige bilder av et bestemt sted, for eksempel en observasjon med et fast punkt. Vi kan da se på fargeendringer i havet ved å se på bilder av en undersjøisk vulkan eller se på hvordan havisen beveger seg. Ved å se slike endringer på jorden kan vi bidra til forstå globale miljøutfordringer, og vi tror også at vi kan øke interessen for verdensrommet ved å ta bilder som er usynlige fra bakken. 

– α7S II kan ta opp både video og stillbilder. Hvordan deler du opp disse bruksområdene?

Jeg mener at dynamiske scener av lastefartøy som KOUNOTORI som nærmer seg eller forlater den internasjonale romstasjonen, eller av Japan fra den internasjonale romstasjonen fra nord til sør, kan gjengis på en svært realistisk måte med bevegelige bilder. Stillbilder har på den annen side bedre gjengivelse av fargetoner, og dette kan brukes til å analysere små endringer, som fargeendringer i havet eller skoger.

Forventninger til den høye følsomheten til α7S II, og det første 4K-videoopptaket fra utsiden av den internasjonale romstasjonen

Evner å ta klare bilder av jorden og verdensrommet om natten

– Fortell oss hvorfor α7S II ble valgt ut til å bli utenbordskamera.

Kamerasystemet utenfor stasjonen kontrolleres fra jorden via fjernkontroll og skal sende bildedata. Dette gjorde α7S II, som fra før har et innebygd USB-grensesnitt og kan håndtere kommandobetjeninger, til et svært godt valg både som utenbordskamera og med tanke på hvor enkelt det er å håndtere det rent teknisk. I tillegg ser naturfenomen som nordlys og meteorer, eller jorden sett fra verdensrommet, noe annerledes ut enn fra bakken, så den høye følsomheten til α7S II passer perfekt til å ta bilder om natten. Den internasjonale romstasjonen går i bane rundt jorden en gang hvert 90. minutt, og med det forrige systemet vårt hadde det ikke vært mulig å ta bilder om natten, som kommer ca. hvert 45. minutt. Jeg ser frem til å se kameraets ytelse og evnen til å ta jevne bilder selv i svært mørke omgivelser.

– Jeg tror det er høye forventninger til 4K-video som tas opp i rommet.

Selvfølgelig var evnen til å ta opp 4K-videoer et viktig moment. Dette vil bli første gang man har tatt opp 4K-video med et kommersielt kamera montert på utsiden av den internasjonale romstasjonen, og jeg ser veldig frem til å fange inn mer levende bilder enn noen gang. Til å begynne med planla vi faktisk å bruke α7S-kameraet. Så ble det bestemt i 2016 at vi skulle erstatte dette med andregenerasjonsmodellen, α7S II, som hadde intern støtte for 4K-videoopptak. Vi hadde svært dårlig tid på oss til å montere det, og retestingen var svært vanskelig. Det fine var at α7S- og α7S II-kommandoene er kompatible, og siden de også benytter seg av samme sensorer, ga dette oss litt ekstra fremdrift. Noen av delene og programvaren skilte seg imidlertid ut. Fremgangsmåten for å slå på strømtilførselen er ikke helt den samme, og derfor måtte dette finjusteres.
Ingeniører fra Sony informerte oss om ulike ting som små endringer i programvaren og ulikhetene mellom α7S og α7S II. På denne måten ble vi i stand til å utføre de nødvendige evalueringene og justeringene og bringe dette videre til KIBO.
Vi er veldig spente på mulighetene som 4K-videoopptak med et utvendig kamera gir.

Skiller det seg på andre måter fra andre utvendige kameraer, bortsett fra muligheten for 4K-video?

Tidligere var det utvendige kameraet som var festet til den eksponerte fasiliteten, montert på en slik måte at det alltid var vendt mot jorden. Nå har vi imidlertid en montering som lar oss bevege kameraet i to akser, noe som betyr at selv når det er rettet mot jorden, kan vi fortsatt bevege det og ta bilder av rommet. Denne evnen til å fange inn jorden og verdensrommet fra ulike vinkler gjør oss i stand til å ta bilder som tidligere ikke var mulig.

α7S II og objektiv (FE PZ 28–135 mm F4 G OSS) tatt i bruk som utenbordskamera på ISS 

[Utvendig oversikt over den japanske eksperimentmodulen KIBO og kameraets plassering]

Kameraet er montert ytterst på den japanske eksperimentmodulen KIBO. Herfra er det mulig å ta bilder av både jorden og rommet. KIBO-modulen har en luftsluse og en robotarm som eksperimenter og observasjonsutstyr kan settes i gang med eller byttes ut med, uten at astronautene må ut av romskipet.

Kilde: JAXA

Kilde: JAXA

Japansk eksperimentmodul (JEM)

Japansk eksperimentmodul (JEM)

1. Trykksatt modul 2. Eksperimentlogistikkmodul – trykksatt del 3. JEM-luftsluse 4. JEM-fjernkontrollsystem 5. Eksponert fasilitet 6. Plassering av α7S II

IVA-utskiftbar liten eksponert eksperimentplattform (i-SEEP) og kameraenhet


IVA-utskiftbar liten eksponert eksperimentplattform (i-SEEP) og kameraenhet 

En rekke tester ble utført for å sikre trygg og stabil betjening i verdensrommet

– Hvordan kom egentlig α7S II seg til den internasjonale romstasjonen?

Ettersom verdensrommet er et vakuum, spres ikke varme gjennom luftkonveksjon. For å bøte på dette er kameraet og objektivet plassert i et aluminiumskabinett, kalt kameraenheten, og når kontakten med dette aluminiumskabinettet maksimeres, kan varmen spre seg. Kameraenheten ble beskyttet av dempende materialer og fraktet som en del av den trykksatte lasten levert av Japans KOUNOTORI-romskip.

– Hva slags tester måtte dere utføre for at man skulle kunne bruke kameraet på den internasjonale romstasjonen?

Vi begynte med å utføre tester for å være sikre på at kameraet ikke skulle gå i stykker på grunn av kosmisk stråling, og vi testet også om det ville fungere i vakuumet og de ekstreme temperaturforholdene i rommet. Vi måtte sørge for at det ville tåle vibrasjonene ved oppskytingen, og at det ville fungere uten å forårsake noen elektromagnetiske forstyrrelser.
I tillegg til dette testet vi om selve kameraet ville tåle den elektriske og elektromagnetiske støyen fra utstyr om bord på ISS, og vi måtte også sørge for at den ville være kontrollerbar fra bakken, og at vi kunne hente ut bildene våre. Før kameraet ble montert på den eksponerte fasiliteten, ble det tatt med inn i eksperimentmodulen der astronautene bor og arbeider i vanlige klær, så alle mulige tester ble utført slik at ikke noe ville påvirke dem, for eksempel farlige gasser.

Den faktiske kameraenheten utenbords. Objektivet er den nedre runde formen. Med det runde hullet i kamerahuset kan objektivet ta bilder på utsiden

Maskinvaren er nesten uendret

Pålitelig teknologi gjør den svært fleksibel i alle miljø  

– Har kameraet noe spesialutstyr som gjør det lettere å takle de unike omgivelsene i verdensrommet? 

Hvis du retter kameraet mot solen i verdensrommet, blir temperaturen gradvis svært høy. Hvis du på samme måte retter det bort fra solen, faller temperaturen betraktelig. Temperaturforskjellen kan være på mer enn 200  C, så vi har tatt i bruk en radiator for å takle varmen og et varmeapparat for å takle kulden, slik at kameraet alltid kan brukes.
Kameraets maskinvare er i seg selv nesten urørt. Vi utførte en rekke tester, men vi møtte nesten ikke på noen problemer. Det at vi kunne bruke α7S II som det er i de omgivelsene, viser bare hvor pålitelig og fleksibelt det er.

– Fortell oss hvordan dere finjusterte α7S II slik at det kunne brukes i verdensrommet.

Siden det betjenes eksternt fra bakken, endret vi en del av fastvaren slik at vi kunne endre bildeinnstillinger via betjeningskommandoer. Nesten alle justeringer av eksponering og andre innstillinger kan gjøres eksternt. Nå bruker vi det kraftige SELP28135G-zoomobjektivet, og zoomen kan kontrolleres fra bakken. Med 4K-videoevnene kan vi nå også ta opp en videofil og sende den til bakken som en ekstrafunksjon i hele systemet. I tillegg har vi en ekstern strømtilførsel, ettersom det ville ha vært vanskelig å endre batteriet med tanke på plasseringen av kameraet, og strømmen kan slås av og på fra bakken.

α7S II passer i esken helt uendret selv utstyrt med det kraftige zoomobjektivet (FE PZ 28–135 mm F4 G OSS).

Vi utvider fantasien og gir grobunn for drømmer med bilder fra rommet

Hva slags mennesker vil du skal se bildene dere tar?

Alle slags mennesker, faktisk. Det er vanskelig å se mange av jordens problemer i hverdagen, men når du ser ned på dem fra rommet, blir de mer reelle. Jeg vil at folk skal utvide fantasien sin med disse bildene, og jeg vil vekke nysgjerrigheten deres. Det hadde også vært moro om barn ser bildene og får lyst til å jobbe med noe relatert til verdensrommet – kanskje med å lage et kamera som skal brukes i rommet. Det ville virkelig vært tilfredsstillende å vite at vi har bidratt til å påvirke noens fremtid.

Strømtilførselsmetoden ble endret ved å erstatte batteriet med en ekstern strømforsyning

Toshitami Ikeda

Toshitami Ikeda

Overingeniør
Romfarts- og integrasjonssenter,
Romteknologidirektoratet
JAXA

Fullførte doktograd, ble ansatt i NASDA (National Space Development Agency of Japan, det nåværende JAXA). Involvert i utviklingen og markedsføringen av den japanske eksperimentmodulen KIBO. Ansatt i denne stillingen siden 2015.

Klikk nedenfor for utvalgte produkter