Tantangan apa yang membatasi resolusi kamera digital antariksa?

Saya telah membaca tentang misi Juno NASA, dan menemukan artikel Wikipedia tentang JunoCam , yang merupakan kamera cahaya tampak Juno.

Dalam artikel tersebut, disebutkan bahwa resolusi sensor adalah 1200x1600 piksel, yang keluar hanya di bawah 2MP.

Jelas, mengirimkan kamera apa pun ke ruang angkasa yang dalam dan membangun orbit yang stabil di sekitar Jupiter bukanlah hal yang mudah - tetapi melihat saat Juno diluncurkan pada 2011, mengapa resolusi sensor JunoCam sangat rendah?

Saya berasumsi - mungkin terlalu optimis - bahwa perubahan desain seperti pemilihan sensor akan diselesaikan 4-5 tahun sebelum diluncurkan. Pada 2006-2007, DLSR konsumen entry-level sering menggunakan sensor 10MP.

Pada dasarnya;

• Apakah lebih sulit untuk mengeraskan sensor resolusi lebih tinggi terhadap bahaya di ruang angkasa?

• Jika tidak, alasan apa yang bisa NASA hindari menggunakan sensor resolusi lebih tinggi?

Ada satu persyaratan utama untuk misi luar angkasa: keandalan. Secara umum, NASA Preferred Parts cukup cerdik, karena kebutuhan utama adalah teknologi yang matang dan dipahami dengan baik. Teknologi mutakhir yang tidak berfungsi disukai saat itu. Jadi sensor gambar 10 tahun adalah tentang apa yang Anda harapkan.

Selain itu, jika Anda membaca artikel JunoCam yang Anda tautkan, Anda akan melihat (paragraf kedua, kalimat pertama) bahwa kecepatan transfer data cukup lambat, pada urutan 40 MB per 11 hari. Meningkatkan ukuran gambar mengurangi jumlah gambar yang dapat diperoleh, dan saya berharap bahwa banyak upaya dilakukan untuk menentukan tradeoff antara jumlah gambar dan resolusi gambar.

Untuk apa nilainya, NASA telah mendorong untuk kecepatan data yang lebih baik untuk program-programnya, tetapi daya yang terbatas dan jarak jauh yang terlibat menjadikan ini masalah yang tidak sepele. Misi LADEE beberapa tahun yang lalu menggabungkan LLCD (Lunar Laser Communication Demonstrator) yang bekerja dengan sangat baik, dan ini sangat menjanjikan (batas komunikasi optik 1 bit / foton pada penerima), sehingga misi di masa depan mungkin dapat melakukan jauh lebih baik.

Anda tampaknya mendapat kesan bahwa kualitas foto yang diambil di ruang angkasa dibatasi oleh resolusi sensor, yang sebenarnya tidak demikian. Faktor yang sama pentingnya adalah sensitivitas sensor, yang semakin memburuk saat Anda meningkatkan jumlah piksel, dan kekokohan sistem optik.

Sederhananya, jika Anda mengirim kamera 10MP DLSR di Jupiter, itu tidak akan dapat fokus dengan baik (atau sama sekali) setelah getaran yang dialami selama peluncuran ke titik di mana resolusi sensor sebenarnya tidak masalah. Plus, tidak akan cukup cahaya untuk membuat foto berkualitas.

Berpikir lebih seperti 10 tahun sebelum diluncurkan. Setelah dirancang, dirancang - perubahan komponen merupakan faktor risiko utama dan mereka tidak ingin melakukannya. Sejumlah besar waktu akan dihabiskan untuk pengujian.

Ini adalah daya tarik satelit kecil, semi-sekali pakai dengan peluncur murah yang masuk ke orbit Bumi - jika Anda kehilangan satu maka itu bukan masalah besar. Dengan investasi besar-besaran dalam uang dan waktu untuk membawa benda ini ke Jupiter, menambahkan risiko pada umumnya bukanlah hal yang baik.

Juga, difraksi pada bukaan optik membatasi ukuran piksel fisik yang dapat digunakan hingga nilai yang relatif besar. Detailnya layak beberapa menit untuk riset web, karena mereka juga membatasi resolusi efektif yang dimungkinkan dengan pitch pixel halus yang umum di kamera digital, termasuk DSLR.

Kecepatan transmisi data perlu dipertimbangkan. Membutuhkan waktu dan energi baterai untuk mengirim kembali gambar apa pun yang Anda kumpulkan.

Untuk pertanyaan pertama Anda: Ya: Melindungi elektronik mikro dari radiasi keras akan jauh lebih sulit karena Anda mengurangi ukuran piksel dan meningkatkan kerentanannya terhadap radiasi pengion.