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Vídeos 4K envolventes captados no espaço com êxito pela α7S II 

A partir do Módulo de Experiências Japonês, “KIBO”, na Estação Espacial Internacional 

A α7S II captou com êxito a primeira filmagem 4K de nível comercial de sempre do espaço.

O novo sistema de câmaras, que inclui uma α7S II, foi instalado na Unidade Exposta (EF) do KIBO, o Módulo de Experiências Japonês da Estação Espacial Internacional. 

O veículo de transporte H-II, KOUNOTORI, um veículo espacial de transporte de carga japonês com destino à Estação Espacial Internacional, foi lançado do maior complexo de lançamento de foguetões do Japão, o Centro Espacial Tanegashima, a 9 de dezembro de 2016, levando a bordo uma das revolucionárias câmaras α7S II da Sony. Isto permite que nós, que ficamos em terra, tenhamos a oportunidade de ver as imagens captadas no espaço em vídeo com resolução full HD ou 4K, ou em fotografias de 12 megapíxeis.
A Estação Espacial Internacional está em órbita a cerca de 400 km (249 mi) acima da Terra, a uma velocidade de cerca de 8 km/s (5 mi/s), e conclui uma órbita da Terra em cerca de 90 min (16 órbitas/dia), sendo mais rápida do que uma bala.
Por que é que a α7S II foi escolhida para ser utilizada no incrível ambiente espacial e que tipo de objetos é que se espera captar com α7S II? Falamos com Toshitami Ikeda, engenheiro sénior membro da JAXA (Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial), responsável pelo sistema de câmaras fora de borda.

(Entrevistado a 13 de dezembro de 2016)

Para proporcionar imagens visíveis apenas do espaço

Fenómenos naturais raros e o aspeto da Terra em constante alteração.

- Para começar, pode-nos fornecer detalhes sobre a missão, função e objetivo da câmara fora de borda?

A missão da câmara fora de borda é gravar imagens nítidas da Terra a partir da Estação Espacial Internacional. Ao captar imagens excecionais e envolventes, a partir do espaço sideral, de algo como um desastre de grande escala a ocorrer à superfície da Terra, podemos compreender aspetos dessa situação que não é possível compreender a partir do solo, como os danos resultantes e a extensão do impacto. Também podemos explorar alterações ambientais ao captar imagens contínuas de um local específico, como um ponto de observação fixo. Isto pode consistir em observar as alterações de cor do mar através de fotografias de um vulcão submarino ou em observar o movimento do gelo à deriva. Ao identificar estes tipos de alterações que ocorrem na Terra, podemos contribuir para a compreensão dos problemas ambientais à escala global e também acreditamos que, ao transmitir imagens que não são visíveis a partir do solo, vamos aumentar o interesse nas atividades de desenvolvimento espacial. 

- A α7S II pode captar filme e fotografia. Como é que vai distribuir estas aplicações?

Eu acho que as cenas dinâmicas proporcionadas pelos veículos de transporte de carga, como o KOUNOTORI, a aproximarem-se ou a abandonarem a Estação Espacial Internacional, ou por imagens transversais de sul para norte do arquipélago japonês, captadas a partir da Estação Espacial Internacional, podem ser transmitidas com muito realismo através de imagens em movimento. Por outro lado, as fotografias conseguem obter melhores resultados ao nível da reprodução do tom de cor, podendo ser utilizadas para analisar alterações mais subtis, como as alterações às cores dos oceanos e das florestas.

Expetativas quanto à sensibilidade elevada da α7S II e ao primeiro vídeo 4K captado no exterior da Estação Espacial Internacional

A capacidade de captar claramente a Terra à noite e o espaço sideral

- Conte-nos porque é que a α7S II foi escolhida para ser a câmara fora de borda.

O sistema de câmaras no exterior da estação é controlado à distância a partir da Terra e transmite dados de imagens. A α7S II revelou-se uma excelente escolha porque já tem uma interface USB incorporada e é capaz de funcionar através de operações de comando, sendo também fácil de gerir a nível técnico. Além disso, fenómenos como as Auroras ou meteoros, ou a Terra à noite vista do espaço, são diferentes de quando são vistos a partir do solo, por isso, a sensibilidade elevada da α7S II é perfeita para a captação noturna. A Estação Espacial Internacional faz uma órbita da Terra a cada 90 minutos, e, com o nosso sistema anterior, nem sequer podíamos considerar a captação noturna que surge a cada 45 minutos. Estou ansioso por ver o seu desempenho e a sua capacidade de fotografar mesmo em condições de fraca luminosidade à noite.

- Creio que as expetativas quanto à captação de vídeo 4K no espaço também são elevadas.

Claro que a capacidade de gravação de filmes 4K também é importante. Esta é a primeira implementação de captação em 4K com uma câmara de nível comercial instalada no exterior da Estação Espacial Internacional, e estou ansioso por captar filmagens mais nítidas do que alguma vez foi possível. Originalmente, planeamos utilizar a α7S. Depois, em 2016, optamos por substituí-la pelo modelo de 2.ª geração, a α7S II, que suporta a gravação de filmes 4k. Quase não houve tempo para a instalar, e foi muito difícil realizarmos novamente os testes. Foi ótimo porque os comandos da α7S e da α7S II são compatíveis, e ambas utilizam os mesmos sensores, o que nos permitiu avançar com alguns elementos. Contudo, algumas peças e software eram ligeiramente diferentes, como a sequência de ativação da fonte de alimentação, cujas pequenas diferenças implicaram que tivessem de se efetuar alguns ajustes.
À medida que os engenheiros da Sony nos forneciam informações sobre as alterações parciais ao firmware e sobre as diferenças entre a α7S e a α7S II, conseguimos realizar as análises e os ajustes necessários, e implementá-los no KIBO.
Estamos muito entusiasmados com as possibilidades de captação em 4K disponíveis na câmara fora de borda.

- Além do vídeo 4K, quais são as outras diferenças em relação à câmara fora de borda anterior?

Anteriormente, a câmara fora de borda montada na Unidade exposta do KIBO estava configurada de forma a estar sempre apontada para a Terra, e agora temos um suporte que nos permite movê-la em 2 eixos, o que significa que mesmo quando está diretamente apontada para a Terra, ainda a conseguimos mover e captar o espaço. Esta possibilidade de captar a Terra e o espaço a partir de ângulos diferente vai permitir obter imagens que até agora não conseguíamos captar.

α7S II e lente [FE PZ 28-135mm F4 G OSS] adotada como a câmara fora de borda da Estação Espacial Internacional 

[Vista exterior do Módulo de Experiências Japonês KIBO e da localização do suporte da câmara]

O suporte da câmara está posicionado na ponta do Módulo de Experiências Japonês KIBO. A partir daí, é possível captar a Terra e o espaço. O KIBO está equipado com uma câmara de vácuo e um braço robótico que permitem posicionar ou trocar equipamentos experimentais ou de observação sem a intervenção no exterior do veículo por parte dos astronautas.

Fonte: JAXA

Fonte: JAXA

Módulo de Experiências Japonês (JEM)

Módulo de Experiências Japonês (JEM)

1. Módulo pressurizado 2. Módulo de logística de experiências - Secção pressurizada 3. Câmara de vácuo do JEM 4. Sistema manipulador remoto do JEM 5. Unidade exposta 6. Localização do suporte da α7S II

IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP) e unidade de câmara


IVA-replaceable Small Exposed Experiment Platform (i-SEEP) e unidade de câmara 

Uma pilha de testes para garantir um funcionamento seguro e estável no espaço

- Como é que a α7S II realmente chegou à Estação Espacial Internacional?

O espaço é um vácuo e, como tal, o calor não é dissipado pela convecção de ar. Para ultrapassar esta questão, a câmara e a lente foram colocadas numa estrutura de alumínio, a unidade da câmara, sendo que a maximização do contacto entre a câmara e a estrutura de alumínio facilita a saída de calor. A unidade da câmara foi protegida com materiais almofadados e transportada como parte da carga pressurizada que foi entregue pelo KOUNOTORI do Japão.

- Que tipos de testes é necessário realizar de forma a poder utilizar a câmara na Estação Espacial Internacional?

Primeiro, começamos com testes para nos certificarmos de que a câmara não iria avariar ou ceder devido à radiação cósmica e também testamos se seria capaz de funcionar no vácuo e nas condições térmicas extremas do espaço. Tivemos de garantir que seria capaz de aguentar as vibrações da descolagem e funcionar sem causar nenhuma interferência eletromagnética.
Além disso, testamos se a câmara em si seria capaz de tolerar o ruído elétrico ou eletromagnético que é produzido por outros equipamentos na Estação Espacial Internacional, tivemos de garantir também que poderia ser facilmente controlada a partir do solo e que conseguiríamos extrair as imagens. Antes de instalar a câmara na unidade exposta, a câmara foi levada para o módulo experimental onde os astronautas vivem e trabalham com roupas normais, para se realizarem todos os tipos de testes, de forma a garantir que nada os afetaria, como a emissão de gases perigosos.

A câmara fora de borda utilizada. A forma circular inferior é a lente. O orifício circular no compartimento da câmara permite a captação do exterior

O hardware, basicamente, não sofreu alterações

Tecnologia fiável que oferece uma resiliência ambiental extraordinária  

- Há alguns mecanismos especiais do equipamento que facilitem o funcionamento da câmara nas circunstâncias únicas do espaço? 

Neste ambiente, se apontar a câmara em direção ao sol, a luz do sol causa uma subida gradual da temperatura até atingir valores muito elevados. Por outro lado, se a apontar na direção oposta à do sol, as temperaturas descem até valores extremamente baixos. A diferença de temperaturas pode atingir mais de 200 graus Celsius (390 graus Fahrenheit), por isso, de forma a mantermos um intervalo de temperatura que permitisse o seu funcionamento, utilizamos um radiador para lidar com o calor e um aquecedor para lidar com o frio.
O hardware da câmara em si praticamente não sofreu alterações. Realizamos vários testes e quase não encontramos problemas. É uma prova da fiabilidade e resiliência da α7S II, e significa que a câmara pode ser utilizada neste ambiente tal como ela é.

- Conte-nos como a α7S II foi preparada para ser utilizada no espaço sideral.

Uma vez que é operada à distância a partir do solo, alteramos uma parte do firmware de forma a conseguirmos mudar as definições de captação através de comandos de funcionamento. Quase todos os ajustes de exposição e outras definições podem ser controlados à distância. Atualmente, estamos a utilizar a lente de zoom motorizado SELP28135G e conseguimos controlar a quantidade de zoom a partir do solo. Além disso, como agora temos a capacidade de captar vídeo 4K, temos uma função de sistema adicional que permite gravar um ficheiro de vídeo e transmiti-lo para o solo. Como é difícil trocar a bateria devido à localização da câmara, também temos uma fonte de alimentação externa e podemos ligar e desligar a câmara a partir do solo.

Mesmo com a lente de zoom motorizado (FE PZ 28-135mm F4 G OSS), a α7S II encaixa-se na estrutura sem sofrer modificações.

Expandir a imaginação e cultivar sonhos com imagens do espaço

- Que tipo de pessoas gostaria que vissem as imagens que captou?

Na verdade, todos os tipos de pessoas. É difícil analisar muitos dos problemas da Terra no quotidiano, mas quando a vê a partir do espaço, a perspetiva é diferente. Eu pretendo que se abram alas à imaginação e que se desperte a curiosidade. Também ficaria feliz se as crianças pudessem ver as imagens e se mais delas quisessem vir a trabalhar em áreas relacionadas com o espaço, talvez até a produzir uma câmara para ser utilizada no espaço. Seria extremamente gratificante sentir que contribuímos para fomentar o futuro de muitos.

O método de fonte de alimentação foi alterado, tendo sido substituído por uma fonte de alimentação externa

Toshitami Ikeda

Toshitami Ikeda

Engenheiro sénior membro
Centro de operações e integração em missão,
Departamento de tecnologia de voos tripulados
Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial

Concluiu o ensino superior, entrou para a NASDA (National Space Development Agency of Japan, atualmente JAXA). Trabalha no desenvolvimento e promoção do Módulo de Experiências Japonês, o KIBO. Exerce o seu cargo atual desde 2015.

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