Ile wytrzyma cyfrówka w kosmosie? Będziecie zaskoczeni

Jaki aparat fotograficzny kojarzy się wam z kosmosem? Zapewne spora grupa czytelników odpowie po namyśle, że aparaty marki Hasselblad. W końcu to nimi wykonywano zdjęcia podczas misji Apollo na Księżycu. Widać je noszone na piersi przez astronautów przemierzających księżycowe bezdroża. To dobre skojarzenie, ale nie powinno być jedynym, a obecnie nawet nie pierwszym.

Analogowe Hasselblady trafiły także na wahadłowce. Astronautka Marsha S. Ivins podczas misji wahadłowcem Columbia w 1994 roku. W tle można dojrzeć także Nikony. (fot: MSFC)

NASA i… przede wszystkim Nikon

Już w misji Apollo 15 w 1971 roku komos poleciał także inny aparat - Nikon Photomic FTN. Była to specjalnie przygotowana wersja popularnego Nikona F. Jednak wtedy nie elektronika, a elementy mechaniczne były najbardziej narażone na warunki kosmiczne. Nikon w tamtym czasie opracował specjalne nawilżające pasty, nie poddające się zmiennym warunkom środowiskowym na pokładzie pojazdów kosmicznych. I tak zaczęła się współpraca Nikona i NASA, która trwa do dziś.

Zdjęcia ze Skylaba wykonano na 35 mm filmie, aparatami Nikon. (fot: NASA)

Potem Nikon wysyłał swoje aparaty na pokład stacji kosmicznej Skylab, w czasach wahadłowców sprzęt tej marki był użytkowany na pokładzie wahadłowców (od 1999 roku były to Nikony F5). Były to jednak wciąż aparaty analogowe. Pierwszą seryjnie produkowaną cyfrówką Nikon jaka trafiła w kosmos był Nikon D2XS używany w trakcie misji STS-124 w 2008 roku. Wcześniej już w 1992 roku, podczas misji STS-53 wahadłowcem Discovery, używano prototypowych konstrukcji hybrydowych łączących korpusy analogowe z cyfrowymi ściankami.

Kathryn Hire używa aparat cyfrowy Nikon na pokładzie wahadłowca podczas misji STS-130 w 2010 roku. (fot: NASA/JSC)

W tym samym roku te aparaty trafiły na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie od razu spodobały się astronautom. A także NASA, które od tego momentu co pewien czas zamawiała kolejne partie aparatów Nikon, czyli D3, D4, D5 i D6. Na pokładzie MSK są lub były używane oczywiście różne aparaty i kamery, a wśród nich takie jak Sony A7S II czy RED Dragon i wiele innych. W kosmos latały też aparaty wielkoformatowe, aparaty 3D, a nawet zestaw do kręcenia filmów IMAX.

 
Aparat wielkoformatowy na pokładzie wahadłowca, po prawej cyfrówka dostosowana do zdjęć 3D. (fot: NASA)

Lecz Nikon stanowi bezwzględną większość wśród aparatów i to w jego przypadku kluczowa jest odpowiedź na pytanie „jak długo wytrzyma cyfrówka w kosmosie?”. Nie bez powodu są to najwyżej pozycjonowane modele w portfolio Nikona. Te aparaty kosztują sporo nie dlatego, by przyciągnąć uwagę snobów chcących pochwalić się niedostępnym dla innych sprzętem. Ich cena wynika z wysokiej jakości, która pozwala na uzyskiwanie efektów podobnych jak w przypadku aparatów tańszych, ale za to w dużo bardziej niekomfortowych warunkach eksploatacji.

Wcześniej w czasach Nikona F, technologie materiałowe nie były tak dobrze rozwinięte, dlatego Nikon Photomic FTN różnił się znacząco od regularnie dostępnego w sklepach. Zastąpiono materiały skórzane metalowymi, zmieniono sposób łączenia części, dostosowując się do wytycznych NASA. Aparaty używały filmów, które wykorzystywały inny materiał podkładowy. Powiększono przyciski i dźwignię przewijania filmu, by ułatwić operowanie astronautom. Normy jakie spełniał Nikon Photomic FTN, w tym jego migawka były znacznie ostrzejsze niż te stosowane na Ziemi. Wyprodukowanie tych aparatów nie miało uzasadnienia ekonomicznego, ale stanowiło jak twierdzi Nikon „niezaprzeczalne doświadczenie w kosmicznym projekcie”.

Astronauta Don Petit podczas sesji fotograficznej w tak zwanej Cupoli. (fot: NASA)

Nikon F3 i F4 nie różniły się już tak bardzo od seryjnie produkowanych. Obecnie używane cyfrówki są identyczne jak te, które możemy kupić. Jedyną różnicą jest oprogramowanie aparatu dostosowane do warunków kosmicznych, co ma duży wpływ na czas przez jaki dany aparat jest przydatny.

Fotograficzna transformacja dotarła na Międzynarodową Stację Kosmiczną

Na przestrzeni lat w kosmos trafiły setki aparatów Nikon oraz obiektywów Nikkor. Było to między innymi 46 Nikonów D4 oraz 53 Nikony D5. Potem pojawiły się Nikony D6, ostatnia generacja lustrzanek cyfrowych.

30 stycznia 2024 roku rakieta SpaceX Falcon 9 wyniosła w podróż do MSK pojazd cargo Cygnus. W jego ładowni znalazł się szczególnie ciekawy ładunek - 13 bezlusterkowców Nikon Z9, 15 adapterów FTZ II dla już obecnych na stacji obiektywów lustrzankowych, a także15 obiektywów Nikkor Z dla tychże bezlusterkowców. Nikon Z9 to bardziej zaawansowana wersja Nikona Z8, w którym zakochał się niedawno Przemek.

Nikon Z9 wygląda jak wcześniej stosowane przez astronautów Nikony z serii D, ale tym razem brak tu lustra, a nawet klasycznej migawki. Za to sporo elektroniki, która nie bedzie miała lekko. (fot: Nikon)

Tym samym fotograficzna transformacja dotarła na ISS. Astronauci powoli będą przesiadać się na dostarczone bezlusterkowce, które z pewnością ułatwią dokumentowanie ich aktywności na i poza stacją. W kosmosie aparaty mają specjalne ubranka, które izolują je podobnie jak astronautów od otwartej przestrzeni kosmicznej. Choć nie wszystkie elementy, bo w końcu obiektyw musi mieć dostęp do światła.

Astronauta Andrew Morgan z aparatem cyfrowym podczas spaceru kosmicznego. (fot: NASA Johnson)

Obecna dostawa aparatów bezlusterkowych nie będzie ostatnią, prawdopodobnie jeszcze w tym roku na orbitę trafią kolejne cyfrówki Nikona. Dlaczego? Bo promieniowanie kosmiczne, na które są stale wystawione aparaty na stacji kosmicznej, powoli, ale konsekwentnie degraduje jakość ich sensorów.

Jak długo wytrzyma cyfrówka w kosmosie?

Odpowiedź na to pytanie zależy od tego jaka to będzie cyfrówka. W przypadku sond kosmicznych, łazików, budowane są aparaty, które mają specjalnie skonstruowane sensory, w których piksele są odporne w większym stopniu na padające promieniowanie kosmiczne niż sensory w aparatach seryjnych. To dlatego łatwo powiedzieć "dlaczego wysłali tam tylko 2 Mpix aparat, przecież mój smartfon na 50 Mpix sensor". Tylko, że taki sensor wystawiony na promieniowanie kosmiczne na stacji kosmicznej szybko stałby się bezużyteczny.

Thomas Pesquet fotografuje Ziemię. Efekt na zdjęciu poniżej. (fot: ESA)

Zdjęcie Ziemi, które można wykonać z orbity aparatem Nikon D5. (fot: ESA)

To nie wszystko, gdy sonda leci na przykład w głąb Układu Słonecznego, albo co gorsza w okolice Jowisza, który tworzy wokół siebie otoczkę śmiertelnego promieniowania, nie wystarczy dostosowany sensor, ale trzeba też użyć specjalnych materiałów zwiększających izolację przed promieniowaniem kosmicznym. Nawet optyka (zastosowany materiał) jest inna niż ta stosowana na i w poblizu Ziemi. To dlatego nawet po wielu latach, kamery na orbicie Marsa czy Jowisza, a także na ich powierzchni, wciąż wykonują dobre fotografie.

Sześć miesięcy, taki jest średni czas poprawnego funkcjonowania aparatu cyfrowego na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej - Don Petit, astronauta NASA, w rozmowie z portalem petapixel.

Jednak Nikony, które dziś używają astronauci na ISS to produkty takie jak w sklepach. Okazuje się, że średni czas poprawnego funkcjonowania takiego cyfrowego aparatu to jedynie sześć miesięcy. Owszem po tym czasie wciąż można korzystać z aparatów, ale jest coraz więcej złych pikseli na zdjęciach.

Dopóki to ma sens, aparaty Nikon radzą sobie z tym problemem stosując wspomniane indywidualnie dostosowane oprogramowanie. Ułatwia ono procedurę mapowania złych pikseli (promieniowanie kosmiczne może nie tylko zepsuć pojedynczą fotografię, ale wręcz uszkodzić piksel lub ich grupę), a także umożliwia stosowanie odszumiania przy dowolnej ekspozycji, tak by jak najdłużej wykonywane zdjęcia wyglądały dobrze. Inną ciekawostką jest nazewnictwo plików, nazwy są tak długie, że nie ma szans, by powtórzyły się fotografie o tym samym numerze, co przy fotografowaniu na Ziemi zdarza się często.

Nikon Z9 testowany przez Thomasa Pesqueta na Ziemi. Być może to ten aparat poleci jako pierwszy w XXI wieku na Księżyc. Na MSK już dotarł. (fot: ESA)

Dlatego jeśli kiedykolwiek traficie w kosmos i będziecie mieli pod ręką aparat cyfrowy to róbcie zdjęcia nim jak najszybciej. Chomikowanie na orbicie elektroniki, o ile nie jest uzasadnione, bez zabezpieczeń nie ma obecnie sensu.

Źródło: Nikon, inf. własna