La technologie derrière la photographie spatiale insensée de la NASA
Quel a été le premier objet dans l'espace à être photographié avec succès?
La Lune, en 1840. Monkey see, monkey do.
L'astrophotographie rend la merveille de notre monde naturel accessible au profane. Il offre un aperçu des cieux au-dessus, nous rapprochant de ce qui oblige les plus grands esprits de chaque époque à regarder vers le haut avec admiration.
Humiliation? Absolument. Comment les astrophotographes brisent-ils les barrières qui limitent notre champ de vision terrestre à une bande d'obscurité veloutée, chaque corps astronomique réduit à une pointe de lumière?
L'histoire de la photographie spatiale
Avec le vingtième siècle est venu l'avènement des télescopes bien au-delà des capacités de tout ce qui était avant. L'ère spatiale a créé une frénésie culturelle, aiguisant l'appétit du public pour la divulgation complète de ce qui existe. La NASA était plus qu'heureuse de rendre service.
L'image emblématique du marbre bleu, représentant la Terre à distance dans toute sa splendeur, a été prise par l'équipage d'Apollo 17 alors qu'ils se dirigeaient vers leur destination lunaire le 7 décembre 1972. Elle a été capturée avec une caméra Hasselblad montée avec un 80 mm. Objectif Zeiss, imprévu et dans le feu de l'action.
Depuis lors, de nombreuses tentatives sans pilote ont contribué à notre bibliothèque d'astrophotographie hors de ce monde. Le télescope spatial Hubble est probablement le plus connu et le plus apprécié de l'arsenal actuel de la NASA, équipé de plusieurs outils utilisés pour sonder et interroger optiquement. Capable de capturer des images non marquées par l'atmosphère terrestre, il nous fournit des images obsédantes de ce qui nous entoure depuis 1990.
La caméra grand champ, ou WFC3 en abrégé, est capable de glaner des images de lumière visible et de rayonnement ultraviolet et infrarouge. Son spectrographe Cosmic Origins, également connu sous le nom de COS, se spécialise spécifiquement dans la lumière ultraviolette. Des quasars lointains et des images de galaxies lointaines en mouvement prennent vie d'une manière que nous ne pourrions jamais apprécier autrement.
En regardant loin dans l'avenir de notre univers, la caméra avancée pour les levés, l'ACS, est utilisée pour étudier les coins les plus éloignés et les plus éloignés de l'espace lointain. C'est un équipement très sensible capable de détecter la matière noire, nous montrant la réalité terrifiante qui s'étend bien au-delà de tout ce que nous voyons ici sur Terre.
Depuis ces premières incursions, le rôle des grandes technologies dans la course à l'espace n'a fait que devenir plus important . Que nous réserve l'avenir?
La technologie derrière la photographie spatiale de la NASA
Les dernières photos de la saga spatiale de la NASA sont les nouvelles photos du programme THEMIS, rendues possibles grâce à l'orbiteur Mars Odyssey. Ce système d'imagerie thermique est actuellement consacré à l' étude de la distribution minérale à la surface de Mars .
Quelle que soit l'époque que vous étudiez, vous trouverez plusieurs principes fondamentaux soutenant la technologie de la photographie spatiale à chaque intersection. Alors, comment la NASA prend-elle des photos de l'espace?
Types de photographie spatiale
Il existe quelques méthodes incontournables pour prendre des photos de l'univers. Comme pour tout type de photographie, un objectif long (dans ce cas, un télescope) est nécessaire pour agrandir des objets distants sur lesquels nous n'avons aucun moyen de nous rapprocher physiquement.
Dans Prime Focus Photography , la longueur du télescope correspond à la distance focale de l'image. Ce qui est vu à travers le télescope est projeté directement sur le CCD de la caméra, agrandi en conséquence en fonction des dimensions du capteur.
Pour référence, un CCD (dispositif à couplage de charge) sert de "diapositive de film" dans un appareil photo numérique. C'est là que les capteurs photosensibles d'un appareil photo numérique se connectent au circuit intégré qui les interprète et produit l'image.
La projection positive est la meilleure pour la photographie lunaire et planétaire. Une lentille divergente intermédiaire, souvent appelée «oculaire», se trouve entre le CCD et le plan focal de la lentille convergente vers l'intérieur du télescope, faisant exploser l'image résultante sans compromettre les détails ou la qualité.
Comment? Le "cône" de lumière entrante est interrompu avant de converger vers un seul point du plan de la photographie. L'image résultante est projetée à une échelle beaucoup plus grande par rapport aux dimensions du capteur de la caméra qu'elle ne le serait autrement.
La projection négative est dans la même veine – la lentille divergente séparant la lentille du télescope convergent de la caméra est cependant remplacée par une autre lentille convergente, également connue sous le nom de lentille de Barlow. Cela diminue la distance focale de l'image, rapprochant le point de convergence effectif des éléments des lentilles elles-mêmes.
Cela préserve la puissance du système sans recadrer l'image qui en résulte. Un champ de vision «plus large» peut être apprécié avec une intensité égale à l'image non agrandie qui nous éloigne du sujet.
Photographie spatiale infrarouge
Pourquoi utiliser la technologie infrarouge? Cela nous permet de "voir" les corps cachés normalement obscurcis par des nuages de particules. La chaleur et le rayonnement de ces corps pénètrent dans les nuages de débris, mais pas d'une manière que nous pourrions voir par nous-mêmes.
Nos yeux traitent exclusivement le spectre de la lumière visible. Tout ce qui se situe en dehors de cette plage, comme les rayons ultraviolets ou les rayons X, ne transmettra rien à ces instruments primitifs de perception. En fait, on peut dire que ces zones du spectre électromagnétique n'ont aucune couleur pour elles. Le rayonnement infrarouge peut être compté parmi eux.
La lumière infrarouge que les photos de cette nature capturent se voit attribuer une couleur artificiellement, ce qui nous donne un aperçu du cosmos mais pas de ce qui serait réellement vu dans un sens strictement humain. Les informations recueillies se résument à une carte de chaleur, les sujets plus chauds prenant une teinte et les sujets plus froids une autre.
Compositing Photos de l'espace extra-atmosphérique
Compte tenu de la largeur et de l'étendue de notre foyer extraterrestre, contenir l'univers entier à lui seul d'un seul coup est une tâche de grande taille.
Au-delà de simples panoramas, ces photos composées peuvent inclure le même sujet pris à travers plusieurs filtres par la suite, capturant un type de lumière différent à chaque fois. Les informations sont rassemblées pour peindre une image plus intime et plus petite qu'une seule photo ne le transmettrait.
Photographie de ferroutage
Le daguerréotype susmentionné de la Lune a été précédé par une tentative moins réussie de Daguerre lui-même. C'était flou en raison de la longueur de l'exposition – la Lune s'est éloignée de lui alors que la caméra capturait l'image.
Tout dans l'espace est constamment en mouvement, aussi serein et tranquille que puisse paraître le ciel nocturne. Tout comme prendre une photo de nuit ici à la maison, notre équipement doit compenser les conditions que ces panoramas lointains et sombres nous présentent.
S'asseoir et attendre la durée d'exposition requise, ces objets et événements rares et exotiques demandés serait imprudent; ils nous passeraient juste à côté, ne constituant rien de plus qu'un gâchis illisible.
Pour compenser le mouvement des corps célestes dans un sens plus direct, les caméras télescopiques attachées à des montures équatoriales automatisées déplacent la caméra lorsqu'elle expose l'image. Cet équipement maintient la caméra entraînée sur les étoiles devant elle, permettant une plus longue durée d'exposition qui ne laisse pas les détails de la scène sombrer dans un chaos indistinct.
Les amateurs se réjouissent: il y a beaucoup de matériel de prosommateur dans ce domaine disponible pour ceux qui souhaitent pratiquer le passe-temps de leur propre arrière-cour.
L'avenir est là-bas, et nous voulons tout voir
SpaceX et la NASA lancent des missions avec équipage dans l'espace pour la première fois depuis des décennies. À chaque excursion, de nombreuses photos nous reviendront à coup sûr.
Au fil du temps, nous serons sans aucun doute privilégiés avec des images de l'espace extra-atmosphérique plus époustouflantes et impressionnantes que jamais auparavant. Pour le moment, nous attendons avec impatience, en retenant notre souffle, tout en profitant du confort de notre propre planète.