Не звезду с неба, а фото из космоса

Почти год наноспутник «Геоскан-Эдельвейс» бороздит космические просторы, отправляя фотографии Земли (и не только). Самые яркие и красочные из них компания «Геоскан» выкладывает у себя на сайте.

При их просмотре невольно задумываешься: а как вообще возможно получить фотографию из космоса? Какая физика за всем этим стоит? И главное: а я смогу достать снимок Земли? На эти вопросы ответили специалисты компании на примере своего первого спутника.

Как снимки Земли попадают на землю?

На что снимаем?

На Эдельвейсе установлена камера с разрешением 640х480. Её основная задача — помогать кубсату ориентироваться в космическом пространстве, а никак не проводить дистанционное зондирование Земли. Поэтому полученные с аппарата снимки — это, скорее, приятный бонус. Их качество не высокое, и весят они десятки килобайт. Это настолько мало, что их можно передать сообщением MMS. К слову, на спутнике «СтратоСат ТК-1», разработанном нами для компании «Стратонавтика», установлена камера нашей разработки, и она уже с длиннофокусным объективом и разрешением 30 м/пикс. Фотографии с этого аппарата будут на порядок чётче и краше!

Как снимаем?

Начнём с теории. Как и любая другая, камера на кубсате фиксирует электромагнитное излучение. В данном случае это видимый свет. Проходя через объектив, он сталкивается с face-контролем — светофильтрами из трёх главных цветов (зелёного, красного и синего), которые и пропускают только себе подобных. Так, зелёный светофильтр пропускает только «зелёный свет». Когда участок спектра проходит дальше, он поступает на матрицу, где чаще всего цвета распределяются в шахматном порядке (по шаблону Байера). После этого собранные на сенсоре «цветные» фотоны превращаются в электрический ток, который после усиления преобразуется в набор битов, обрабатывается и записывается в память.

Вот так работает фотоэлектрический принцип, при котором световая энергия трансформируется в цифровую информацию.

Как передаем?

Фотосессия Земли состоялась, и теперь в памяти спутника лежат биты, представляющие из себя картинку формата *.jpg размером 640x480. Следующий этап — фотография должна попасть на модем, чтобы данные через антенну на спутнике начали передаваться на землю. Во время этого путешествия биты распределяются на группы, моделируются и обёртываются в виде радиопакетов согласно написанному нашими программистами правилу — радиопротоколу. По нему можно передавать любые данные, не только фотографии.

После этого запакованные в виде радиоволн (а радиоволны тоже часть электромагнитного излучения) снимки отправляются на землю.

Как получаем?

Для этого нужна приёмная станция. Наша стоит на крыше офиса Геоскана в Санкт-Петербурге. Процесс сравним с ловлей волны любимой станции на радиоприёмник.

Получили радиопакеты — что дальше? Информацию необходимо декодировать. Для этого есть специальные программы, которые вновь преобразуют данные в биты. После такой трансформации на компьютере и появляется фотография.

Вот такой круговорот электромагнитного излучения в природе!

Как получить фотографии с нашего кубсата самому?

Легко, но нужно учитывать несколько факторов.

Оборудование. Без радиолюбительской приёмной станции вам не обойтись. Она должна состоять из направленной или всенаправленной антенны (с диапазоном 435–438 МГц для связи именно с нашим спутником), SDR-приёмника (программно-определяемого радио) и малошумящего усилителя. Такую машину можно собрать самостоятельно или поискать действующие приёмные пункты на базе учебных заведений и радиокружков.

Время. Передача информации со спутника происходит раз в полтора часа (за это время он совершает полный оборот вокруг Земли). Трансляция одного снимка длится от 30 секунд до 2 минут. Чтобы знать, какие фотографии и когда вы можете принять, следите за расписанием на странице нашего спутника на международном форуме и в чате радиолюбителей AmateurSat.

Специальные программы. Во-первых, для связи. Связаться с нашим кубсатом «Геоскан-Эдельвейс» можно на частоте 436,2 МГц под позывным RS20S. Для этого вам понадобится ПО для обработки сигнала (например, SDRSharp) и Orbitron, чтобы узнать время пролёта спутника над вашей станцией.

Во-вторых, необходима программа для декодирования снимков. Как мы сказали выше, наш спутник передаёт фотографии в формате *.jpg, но на момент трансляции они кодируются в радиопакеты. После приёма информацию необходимо декодировать, и для этого можно воспользоваться программами SA2KNG geoscan-tools или UB1QBJ Geoscan-Edelveis-Decoder. На страницах этих ПО есть руководства, следуя которым вы сможете получить заветные кадры из космоса.

И напоследок самое важное: а какие именно фотографии из космоса можно получить? В первые дни после запуска спутника мы довольствовались кадрами Северо-Западного округа и Прибалтики, потому что первые снимки выполнялись по прямым командам из центра управления. Однако позже мы стали загружать на кубсат полётные задания с указанием конкретных моментов времени для съёмки. Сейчас мы получаем фотографии Гренландии, Альп и норвежского полярного архипелага. На спутнике работает пассивная ориентация, выставляющая его вдоль линий магнитного поля. Поэтому камерой вниз наш спутник может фотографировать на близких к магнитным полюсам широтах, а на экваторе аппарат смотрит в горизонт.

Итак, мы и радиолюбители со всего мира получаем снимки по заданиям, которые отправил на спутник наш оператор. Однако если вы хотите запечатлеть определённую область Земли, вы можете прислать координаты этого места нам на почту space@geoscan.ru Мы примем ваш заказ, и вы получите уникальный снимок из космоса. А если возникнут сложности с поиском/настройкой оборудования или декодированием радиопакетов, пишите, поможем разобраться. Мы всегда на связи!

Хотите узнать, когда будут первые снимки со второго спутника? Следите за новостями на нашем сайте!

Источник