DTU sat blog hoved

1.000.000 Hits and Counting

Den 5. august 2011 blev Juno sendt op fra Cape Canaveral med kurs mod Jupiter. For at få hastighed nok på til at nå ud til Jupiter foretog rumskibet en jordforbiflyvning den 10. oktober 2013. Lidt over et år før forbiflyvningen, medens Juno var i toppunktet i sin elipseformed bane ude på den fjerne side af Mars, blev de sidste banekorrektioner foretaget. Efter korrektionerne stod det klart at et fantastisk skue ville åbenbare sig for rumskibet, når det nærmede sig jorden. På vej ind ville rumskibet se månen passere ind foran jorden, hvilket ville kunne ses af rumskibets stjernekameraer, hvis blot rumskibet blev drejet en lille smule. Det er mine kollegaer på DTU Space ledet af professor John Leif Jørgensen, der står bag stjernekameraerne på rumskibet. Det lykkedes dem at overtale JPL til at dreje Juno og så skulle der ellers forberedes Earth Fly By (EFB).

Stjernekameraerne

Stjernekameraerne er bygget til navigation. De er optimeret til at se stjernebilleder og bruge billederne til at beregne rumskibets orientering meget nøjagtigt. De er ikke bygget til at filme kloder tæt på. En af de største udfordringer var lysstyrken af både jorden og månen. Kameraerne bliver ganske enkelt blændet. Det lykkedes imidlertid stjernekameraholdet at tweeke dem så de kunne se scenariet og sende det ned til jorden. Et billede blev taget hvert 10. minut som efterfølgende blev samlet til en film som Vangelis har leveret musikken til.

Resultatet

Vi har længe ventet på at NASA frigav filmen. En tur i failsafe under passagen af jordens skygge samt budgetkrisen i USA forsinkede processen, men den 11. december blev den lagt på Youtube. Et døgn senere passerede den 500.000 hits og idag har den passeret 1 mio hits.

Jeg ved ikke om der føres en bog over nørders gennemslagskraft i internettets malstrøm, men med en million hits på Youtube på under 2 døgn er denne film ihvertfald rekordkandidat. Selv Tom Hanks var begejstret.

Til lykke til alle involverede, til DTU Space og hele Danmark.

René Fleron er civilingeniør på DTU Space og leder af DTUsat-projektet.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er da lidt tankevækkende at denne lille prik er verdens vigtigste sted.

  • 0
  • 0

Er der en teknisk forklaring på dette?

Jeg skal ikke kunne sige det med sikkerhed men, mon ikke det har noget med

Stjernekameraerne er bygget til navigation. De er optimeret til at se stjernebilleder og bruge billederne til at beregne rumskibets orientering meget nøjagtigt. De er ikke bygget til at filme kloder tæt på.

at gøre? ;-)

  • 2
  • 0

Hmm, det er nu fordi stjernekameraet er lavet til at tage billeder af stjerner. Men det kan selvfølgelig uddybes og jeg skal forsøge. Stjernerne er meget lyssvage i forhold til jorden eller månen. Når stjernekameraerne arbejder med deres primære opgave navigation lukker det ganske enkelt ned så snart en klode sender lys ind mod linsen. For at reducere det vinkelrum hvor et kamera er ubrugeligt sidder der et baffelsystem foran kameraet, som skærmer mod strejflys. For nu alligevel at optage filmen af jordpassagen blev kameraernes lysfølsomhed reduceret ved at reducere shuttertiden. Det gjorde det akurat muligt at optage billeder med kameraerne uden at de blev helt blændet. Når shuttertiden ramte præcis den beregnede tid gik det godt. Imidlertid er der en lille smule drift i triggersignalet. Det har ingen betydning under navigation at shuttertiden varierer med fx 0,1 %. Driften i triggersignalet er desværre uafhægigt af den total shuttertid. Det vil sige at når man reducerer shuttertiden drastisk for at kunne se lysstærke objekter så får driften i triggersignalet pludselig stor betydning. Det kan ændre den korte shuttertid med 50-100%. Så den flikkeren der ses i filmen skyldes simpelthen at der er billeder med meget lidt eller ingen information fordi shuttertiden er ramt langt fra den optimale værdi.

  • 6
  • 0

Hej Palle,

Ja triggeren er som sagt uafhængig af længden af shuttertiden derfor bliver dens tolerance en relativ større og større del af den totale tid når shuttertiden reduceres. Eks: normal operation 5000 +/-5. Optagelse af planeter 5+/-5 (hvilket aldrig har været meningen men blot en fantastisk chance). Jeg har med vilje ikke sat enheder på fordi jeg ikke kender dem, tallene tjener kun til illustration og er ikke et udtryk for faktiske værdier. Filmen er sat sammen af enkeltbilleder optaget hvert 10. minut. Nu nærmer vi os grænsen af min viden og derfor gætter jeg lidt, men såvidt jeg forstår er hvert enkelt billedes intensitetsniveau justeret således at filmen fremstår rolig. Jeg tror at de enkeltbilleder hvor jorden ligner en gasplanet er billeder med meget lidt eller ingen infomation om jordens overflade (som altså skyldes shuttertidsproblemet). Mht chippen i kameraet er vi langt ud over hvad jeg ved. Jeg bygger en studentersatellit og glædede mig blot over at mine kollegaer og NASA har formået at få nu mere end 1.250.000 hits på Youtube. Da ingen andre i DK havde taget det op synes jeg at i det mindste med-nørder på ing.dk skulle have fornøjelsen af at kende historien og ikke mindst se klippet. Til de interesserede kan jeg nævne at kameraerne vil jagte asteroider på vej ud til Jupiter og til den opgave er de langt mere på hjemmebane - selvom også den opgave er såkaldt "opportunity science".

  • 4
  • 0

Du mener forsinket billede. Jeg har ikke snakket om kameraer for at kunne styre direkte. Det fungere jo ikke pga lysets hastighed. Havde de gode kameraer kunne de bedre vide hvad der gik galt de mange gange det er gået galt. Og vi ville vide meget mere generelt.

En sonde der aerobreaker er omgivet af en plasma der goer at man ikke kan sende radio fra den. Den ville kunne gemme data paa vejen ned og sende dem senere men hvis landingen gaar galt kan den ikke sende billederne - hvis den kunne det ville landingen ikke vaere gaaet galt.

  • 5
  • 1

Oluf, En lander kan have et kamera der følger kort efter. Det kunne filme nedgangen. Og selv hvis man ikke kan sende under nedbremsning i atmosfæren så kan man lige før og lige efter. Der er ikke plasma hele vejen ned til overfladen. Det er kun ved første kontakt højt i atmosfæren. Der burde desuden være et relay netværk at satelliter om f.eks Mars der også kan filme når fartøjer ankommer. Reelle tekniske begrænsninger ville jeg aldrig klage over. Jeg klager over de yderst åbenlyse muligheder som man helt 'uforklarligt' 'overser' i kriminelt omfang.

???? Saa med en beskeden investering i foerst at etablere en planet-daekkende relae satellitkonstellation omkring Mars og derefter altid sende sonder i serier af to kunne et 10$ kamera (og et teleskop foran kameraet der kan tracke den foerste sonde paa dens vej gennem atmosfaeren) give data om hvad er gik galt med en sonde i fald den fejler.

Det er ikke hvad jeg vil kalde en helt aabenlys mulighed der uforklarligt overses i kriminelt omfang.

En planet er stor - en sonde er meget lille - en sonde bevaeger sig hurtigt - det goer satellitter ogsaa - at tage gode billeder af den ene fra den anden er ikke simpelt.

  • 1
  • 0

Et satellitnetværk er oplagt til at sende data mellem mars og jorden. Et minimum af 3-4 i geostat kredsløb. Koster ganske lidt

Kan du ikke lige uddybe hvordan du vil opnå bedre båndbredde med geostationære sattelitter med mikroskopiske antenner (sammenlignet med jordbaserede) ?

Prisen på sådanne er heller ikke så lav som du forestiller dig plus man sikkert kan anvende den plads de optager bedre til andre formål.

Sidst, hvorfor tror du at digitale kameraer er mere eller mindre immune overfor kosmisk stråling ? Det er elektronik og den slags kan ikke lide stråling.

M

  • 1
  • 0

Oluf, du har ikke tænkt det igennem. Et satellitnetværk er oplagt til at sende data mellem mars og jorden. Et minimum af 3-4 i geostat kredsløb. Koster ganske lidt og er yderst alment nyttigt. Så kunne vi have anstændig båndbredde til Mars rovers istedet for den spektakulært ynkelige båndbredde de har nu som gør at vi får billeder i geologisk tid.

Et satellitnetvaerk ville vaere skoent men det koster en bondegaard og de er stort set lige saa svaere at faa derop som landerne. De skal ogsaa luftbremse og det skal ogsaa gaa godt. Hvis du kan skaffe ESA, NASA, russerne eller kineserne penge til det er jeg sikker paa de siger ja tak.

Baandbredden mellem Mars og Jorden bliver ikke saa meget stoerre end den er i dag mellem Global Surveyor og Jorden. Du skal stadig bruge et deep-space netvaerk af store paraboler og Shannon-Hartley fortaeller alt du har brug for at vide om bitrater og signal/stoejforhold.

Desuden har landere vist ofte et moderskib de kobler fra før nedgang som kunne filme. Og selv hvis de ikke har det så er det ikke dyrt at et lille kameramodul skubber sig væk fra landeren lidt før nedgangen. Det kræver ikke "opsending af to". Tænk lidt.

Saa naar den foerste del af skibet bremses med 8G i atmosfaeren vil de to dele enten bevaege sig vaek fra hinanden eller taettere paa hinanden meget hurtigt. Du skal finde en maade at orientere teleskopet saa det hele tiden tracker den anden sonde og hvad vil du bruge billederne til?

Kameraet er stort set ubrugeligt i den situation.

Dopplermaalinger fra satellitter og rovere paa overfladen vil give en meget bedre information om position og hastighed af proben foer og efter plasma-black-out.

  • 1
  • 0

En rover på planeten har desuden den ulempe at den kun kan sende til jorden når den er over horisonten. En ganske betydelig svaghed. Der skal være konstant live kontakt til jorden. Også selv når jord sol og mars er på linie.

Og det skulle en geostationaer satellit kunne hjaelpe paa?

Vi er gaaet fra at alt kunne lade sig goere med et 10$ kamara til at der skal multiple geostationaere satellitter, high gain antenner, relaestationer og 100 meter i diameter jordbaserede paraboler til.

Og igen, hvad var opgaven?

Hvad vil du med dine billeder?

  • 1
  • 0

Jo, du fejlantager det vil være små antenner. Andre spørgsmål? En rover er antennemæssigt og effektmæssigt udfordret, derfor er det fordelagtigt at have en større stationær enhed tæt på til at opsamle et relativt svagt signal og sende det den lange vej til jorden. En satellit kan fint have en eller to 10 meter paraboler den folder ud eller en kraftig laser.

To gange 10 m paraboler, altså små antenner - godt vi har fået det afklaret.

Problemet er bare at store antenner er ikke nødvendigvis godt når man sender - der er det effekt der tæller.

M.h.t. laser, så glem det. De skal i bedste tilfælde gå 50 mill. km og i værste 400 mill. samt gennem solens korona.

M

  • 1
  • 0

Oluf, prøv at være knap so modvillig. Så kommer fornuften bedre.

Proev at bruge ti minutter med en lommeregner inden du blamerer dig.

Hvis man sender med 100W fra Mars med et antenne gain paa 25dB og du vil modtage 20Mb/s i en baandbredde paa 1GHz saa skal din modtagerantenna have en diameter paa 1500 meter. Her estimerer jeg at dine to HD kanaler er paa hver 10Mb/s.

Dem vil du have flere af baade paa jorden og i baner om solen.

  • 3
  • 0

Oluf, du snubler over tankeløse antagelser fordi du lader rabiate følelser forurene dit sind. Der er intet alternativ til ro og god vilje i dit sind. Det kan fint gøres med både mikrobølger og laser og hvis du googler lidt vil du finde at man er ved at implementere dette. Det er også værd at forstå at man på nuværende tidspunkt sender direkte fra en lille omni antenne på rovers på mars tilbage til jorden med modembåndbredde. Hvis dette kan gøres så bør det være til at forstå at en 10 meter parabol i kredsløb kan en del mere.

Du burde laese dine tirader i denne traad igennem hvor du beskylder dedikerede, haardtarbejdende folk fra Nasa for at vaere kriminelt inkompetente. Der burde ikke vaere noget alternativ til at reflektere over dine angreb foer du udgyder dem og saa underkaste dem lidt selvkritik i form af Gymnasiefysik og de fire regningsarter.

Det parabolen i kredslob giver dig er de 25dB antenne gain. Uden dem kraever dine to HD kanaler en modtagerantenne der er 27km i diameter. Det nuvaerende design og den "glaciale" overfoerselshastighed du harcellerede over er en simpel konsekvens af de randbetingelser der gives til kommunikation over store afstande.

Er du ikke rar selv at regne ud hvor stort et spejl du skal bruge for at modtage et 20Mb/s signal fra en difraktionsbegraenset 10W laser hvis straale er 20mm bred ved Mars i 16 lysminutters afstand?

  • 3
  • 0

En anden udregner siger at 10meter 12GHz giver en 0.15 grader bred stråle. Det er vist i størrelsesordenen en million gange kraftigere end omni. Dertil kan du ligge at en satellit kan sende med højere effekt end roveren. Et par kW

Og hvor stor en modtagerantenne skal du i saa fald bruge for at modtage dine 20Mb/s? Slaa Shannon-Hartley efter og brug lidt tid med en lommeregner.

Det termiske stoejgulv er -174dBm/Hz.

  • 3
  • 0

Mon ikke du skulle starte med at indrømme din betydelige fejl på gain før du desperat forsøger at finde fejl hos mig igen. 25dB til 61dB er ikke en lille fejl. Og med 50GHz er det over 70dB.

Du har ikke en 10 meter antenne paa Mars Orbiter, derfor de 25dB. Hvis du havde en 10m antenne ville du stadig skulle have data fra Roveren til satellitterne. Du ville ogsaa skulle have meget bedre tolerancer paa det system der peger antennen mod jorden. Du skal ogsaa have endog meget store solpaneler for at sende med kW effekt. Jeg fortaeller dig hvorfor det ikke er trivielt simpelt at lave 2 HDTV kanaler fra Mars for det var din paastand at det var og at det kun var kriminel dumhed og sabotage fra NASA der gjorde at de ikke havde lavet det.

De der har sendt prober til Mars og de andre planeter har gjort det for at faa saa meget videnskab som muligt ud af det med de ressourcer der er til raadighed. Her er live HD video ikke blevet prioriteret og naar man bruger ti minutter med en lommeregner og lidt kommunikationsteori er det ret indlysende hvorfor.

  • 5
  • 1
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten