Navigatie overslaan

Prachtige 4K-video's vastgelegd met de α7S II in de ruimte 

Vanuit de Japanse Experiment Module, 'KIBO', aan boord van het internationale ruimtestation ISS 

De α7S II heeft het allereerste 4K-beeldmateriaal van de ruimte op commercieel niveau succesvol vast weten te leggen.

Het nieuwe camerasysteem, inclusief een α7S II, werd in de Exposed Facility (EF) op de Japanse Experiment Module KIBO op het internationale ruimtestation (ISS) bevestigd. 

Het Japanse H-II Transfer Vehicle, KOUNOTORI, dat als bevoorradingsschip voor het internationale ruimtestation ISS fungeert, werd op 9 december 2016 vanaf het Tanegashima Space Center, Japans grootste raketlanceerbasis, gelanceerd met aan boord een van de revolutionaire α7S II-camera's van Sony. Hierdoor kunnen wij op aarde beelden bekijken die in de ruimte zijn gemaakt: zowel video's in 4K- of Full HD-resolutie als foto's met 12 megapixels.
Het internationale ruimtestation ISS draait met een snelheid van 8 km/s in een baan rond de aarde op ongeveer 400 km hoogte. Het duurt ongeveer 90 minuten om één baan rond de aarde te maken, wat sneller is dan een kogel en neerkomt op 16 banen per dag.
Waarom is ervoor gekozen de α7S II-camera te gebruiken in de ongelofelijke ruimteomgeving en wat voor soort opnamen hopen ze met de α7S II te maken? Wij spraken Toshitami Ikeda, Associate Senior Engineer bij JAXA en verantwoordelijk voor de buitenboordcamera.

(Geïnterviewd op 13 december 2016)

Beelden leveren die alleen vanuit de ruimte te zien zijn

Uitzonderlijke natuurverschijnselen en het veranderende landschap van de aarde.

- Zou u ons allereerst iets kunnen vertellen over de missie, de rol en het doel van de buitenboordcamera?

De missie van de buitenboordcamera is om vanuit het internationale ruimtestation duidelijke opnamen van de aarde te maken. Door vanuit de ruimte uitzonderlijke en overweldigende opnamen van bijvoorbeeld een grote ramp op aarde te maken, kunnen er bepaalde aspecten van de situatie worden vastgelegd die op aarde niet kunnen worden waargenomen, zoals de schade en de omvang van de ramp. We kunnen ook milieuveranderingen bestuderen door continue opnamen van een specifieke plek te maken, ofwel de observatie van een vast punt. Dit kan bijvoorbeeld door te kijken naar kleurveranderingen in de zee op opnamen van een onderzeese vulkaan of te kijken naar de verplaatsing van drijfijs. Als we dit soort veranderingen van de aarde kunnen herkennen, kunnen we bijdragen aan een beter inzicht in wereldwijde milieuvraagstukken. We geloven ook dat het tonen van beelden die vanaf de grond niet zichtbaar zijn, tot meer interesse in ruimtevaartontwikkeling leidt. 

- De α7S II kan zowel films als foto's maken. Wanneer zou u welke toepassing gebruiken?

Bewegende beelden zouden we voornamelijk gebruiken om dynamische scènes realistisch weer te geven, zoals een bevoorradingsschip als KOUNOTORI dat het internationale ruimtestation nadert of verlaat, of het Japanse schiereiland dat zich van het zuiden naar het noorden beweegt, gezien vanuit het ISS. Foto's geven kleurtinten daarentegen beter weer, wat kan worden gebruikt bij de analyse van subtielere veranderingen, zoals in de kleuren van oceanen en bossen.

Verwachtingen rond de hoge gevoeligheid van de α7S II en de eerste 4K-video vanaf de buitenkant van het internationale ruimtestation

Mogelijkheid om een heldere opname te maken van zowel de ruimte als de aarde bij nacht

- Kunt u ons vertellen waarom er juist voor de α7S II is gekozen als buitenboordcamera?

Het camerasysteem aan de buitenkant van het station wordt vanaf de aarde met een afstandsbediening bestuurd en verzendt beeldgegevens. De α7S II heeft al een ingebouwde USB-interface, kan instructies opvolgen en is technisch gemakkelijk te bedienen, waardoor de camera bijzonder geschikt is als buitenboordcamera. Daarnaast worden fenomenen als poollicht en meteoren enigszins anders waargenomen dan op de grond, alsook de manier waarop de aarde er 's nachts vanuit de ruimte uitziet. De hoge gevoeligheid van de α7S II is ideaal voor nachtfotografie. Het internationale ruimtestation maakt in ongeveer 90 minuten een baan om de aarde en met ons vorige systeem had het niet eens zin om te overwegen 's nachts foto's te maken, wat in de ruimte iedere 45 minuten is. Ik kijk uit naar de prestaties van de camera en zijn vermogen om zelfs 's nachts met weinig licht opnamen te maken.

- Ik denk dat de verwachtingen voor 4K-video's in de ruimte ook hoog zijn.

Uiteraard is het ook belangrijk dat we 4K-video's kunnen maken. Dit zal de eerste keer zijn dat voor 4K-opnamen een camera van commercieel niveau wordt gebruikt en aan de buitenkant van het ISS wordt bevestigd. Ik kijk er erg naar uit om het meest levendige beeldmateriaal tot nu toe vast te leggen. Eerst waren we van plan de α7S te gebruiken. In 2016 werd echter besloten deze te vervangen door de tweede generatie, de α7S II, die interne ondersteuning voor 4K-filmopnamen biedt. Er was erg weinig tijd om de camera te installeren en het was moeilijk om deze opnieuw te testen. Gelukkig is de bediening van de α7S en de α7S II compatibel en gebruiken ze dezelfde sensoren, waardoor we sommige elementen gemakkelijk konden overnemen. Sommige onderdelen en software, zoals de stappen bij het inschakelen van de voeding, verschilden wel enigszins, dus we moesten dit soort dingen nog afstemmen.
Doordat de technici van Sony ons informatie gaven, bijvoorbeeld over veranderingen in de firmware en over de verschillen tussen de α7S en de α7S II, konden wij de nodige evaluaties en aanpassingen doorvoeren en aan KIBO toevoegen.
We zijn ontzettend enthousiast over de mogelijkheden die de buitenboordcamera biedt om 4K-beelden te maken.

- Zijn er buiten de 4K-video's nog andere verschillen met de eerdere buitenboordcamera's?

Voorheen was de buitenboordcamera op zo'n manier aan de Exposed Facility van de KIBO bevestigd dat deze altijd op de aarde was gericht. Nu is er echter een bevestigingspunt waardoor we de camera in twee richtingen kunnen bewegen, zodat we de camera kunnen draaien en toch opnamen kunnen maken van de ruimte. Deze mogelijkheid om de aarde en de ruimte vanuit verschillende hoeken vast te leggen, zorgt voor opnamen die tot op heden onmogelijk waren.

α7S II en lens [FE PZ 28–135 mm F4 G OSS] gebruikt als buitenboordcamera voor het ISS 

[Extern aanzicht van de Japanse Experiment Module KIBO en het bevestigingspunt van de camera]

Het bevestigingspunt voor de camera bevindt zich op het uiteinde van de Japanse Experiment Module KIBO. Vanuit dit punt kan zowel de aarde als de ruimte worden vastgelegd. De KIBO-module beschikt over een luchtsluis en een robotarm waarmee experimenten kunnen worden uitgevoerd en observatiemateriaal, indien nodig, kan worden geplaatst of verwisseld zonder dat astronauten daar een ruimtewandeling voor hoeven te maken.

Bron: JAXA

Bron: JAXA

Japanse Experiment Module (JEM)

Japanse Experiment Module (JEM)

1. Pressurized Module 2. Experiment Logistics Module Pressurized Section 3. JEM Airlock 4. JEM Remote Manipulator System 5. Exposed Facility 6. Bevestigingspunt α7S II

IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP) en camera-unit


IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP) en camera-unit 

Een overvloed aan tests om een veilige en stabiele werking in de ruimte te verzekeren

- Hoe is de α7S II daadwerkelijk bij het internationale ruimtestation gekomen?

Aangezien de ruimte een vacuüm is, wordt de warmte niet afgevoerd door luchtconvectie. Om de camera en lens hiertegen te beschermen, zijn deze in een aluminium behuizing geplaatst — de camera-unit — die zo strak mogelijk om de camera zit zodat de warmte gemakkelijker kan wegvloeien. De camera-unit zat verpakt in beschermingsmateriaal en werd samen met de onder druk staande voorraden geleverd door Japans KOUNOTORI.

- Welke testen waren noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de camera op het internationale ruimtestation kon worden gebruikt?

We hebben eerst getest of de camera niet zou uitvallen of kapot zou gaan door de kosmische straling en of de camera zou blijven werken in het vacuüm en de extreme thermische omstandigheden in de ruimte. We moesten ervoor zorgen dat de camera bestand was tegen de trillingen tijdens de lancering en geen elektromagnetische storingen zou veroorzaken.
Daarnaast hebben we getest of de camera de elektrische en elektromagnetische ruis die de andere apparatuur op het internationale ruimtestation veroorzaakt, zou verdragen. Verder moesten we ervoor zorgen dat de camera gemakkelijk vanaf de aarde kon worden bediend en dat we de beelden zouden kunnen downloaden. Voordat de camera op de Exposed Facility werd bevestigd, werd deze meegenomen in de experimentmodule waar astronauten in hun dagelijkse kleding wonen en werken. Er moesten dus allerlei testen worden uitgevoerd om er zeker van te zijn dat de camera geen invloed op hen zou hebben, bijvoorbeeld door schadelijke gassen die vrijkomen.

De daadwerkelijke buitenboordcamera-unit. De onderste, ronde vorm is de lens. Door de ronde opening in de camerabehuizing kan de lens opnamen maken

De hardware is vrijwel ongewijzigd gebleven

Betrouwbare technologie met een uitstekende weerstand tegen omgevingsinvloeden  

- Is er speciale apparatuur die de werking van de camera in de unieke omstandigheden in de ruimte bevordert? 

Als de camera in die omgeving op de zon wordt gericht, veroorzaakt het zonlicht geleidelijk aan zeer hoge temperaturen. Het tegenovergestelde gebeurt ook. Als de camera van de zon wordt weggedraaid, zal de temperatuur extreem dalen. Het temperatuurverschil kan oplopen tot meer dan 200 graden Celsius. We gebruiken daarom een koelsysteem om met de warmte om te kunnen gaan en een verwarmer tegen de kou, zodat de temperatuur binnen een redelijk bereik blijft en de functionaliteit niet wordt aangetast.
De hardware van de camera is vrijwel ongewijzigd gebleven. We hebben veel testen uitgevoerd en zijn nauwelijks problemen tegengekomen. Het feit dat we de α7S II-camera eenvoudig in deze omgeving konden gebruiken, is een bewijs van zijn betrouwbaarheid en weerstand.

- Kunt u ons vertellen hoe de α7S II is aangepast voor gebruik in de ruimte?

Aangezien de camera vanaf de aarde wordt bestuurd, hebben we een deel van de firmware aangepast zodat we de opname-instellingen via de bediening kunnen veranderen. Vrijwel alle aanpassingen voor de belichting en andere instellingen kunnen op afstand worden bestuurd. We gebruiken nu de krachtige SELP28135G-zoomlens, waarmee we vanaf de aarde kunnen bepalen hoe ver we willen inzoomen. Nu we in staat zijn om 4K-video's te maken, kunnen we een videobestand opnemen en dit naar de aarde sturen als extra functie van het gehele systeem. We hebben daarnaast voor externe voeding gezorgd, aangezien het vanwege de locatie moeilijk zal zijn de batterij te vervangen. De camera kan vanaf de aarde aan en uit worden gezet.

Zelfs met de powerzoomlens (FE PZ 28–135 mm F4 G OSS) op de camera past de α7S II perfect in de behuizing.

Fantasieën en dromen verrijken met beelden uit de ruimte

- Aan welke mensen wilt u de beelden die u maakt, laten zien?

Eigenlijk aan iedereen. Veel van de problemen op aarde zijn in het dagelijks leven moeilijk op waarde te schatten, maar wanneer men er vanuit de ruimte op neerkijkt, is pas te zien wat er echt gaande is. Ik wil dat de verbeelding door deze beelden nog levendiger wordt en dat de nieuwsgierigheid wordt aangewakkerd. Ik zou ook verheugd zijn als kinderen de beelden zien en meer van hen er daardoor voor kiezen in een ruimtevaartgerelateerde sector te gaan werken — misschien maken ze wel een camera voor gebruik in de ruimte. Het gevoel dat we een bijdrage hebben kunnen leveren voor de toekomstige generaties zou me veel voldoening geven.

De voedingsmethode is veranderd, aangezien de batterij door externe voeding is vervangen

Toshitami Ikeda

Toshitami Ikeda

Associate Senior Engineer
Mission Operations and Integration Center,
Human Spaceflight Technology Directorate
Japan Aerospace Exploration Agency

Heeft een universitaire opleiding afgerond, is voor NASDA gaan werken (National Space Development Agency of Japan, nu JAXA). Betrokken bij ontwikkelings- en promotiewerk bij de Japanse Experiment Module, KIBO. In zijn huidige functie sinds 2015.

Klik hieronder voor uitgelichte producten