Какие проблемы ограничивают разрешение космических цифровых камер?

Я читал о миссии Juno НАСА и наткнулся на статью в Википедии о JunoCam , которая является встроенной камерой видимого света Juno.

В статье упоминается, что разрешение сенсора составляет 1200х1600 пикселей, что составляет чуть менее 2 Мп.

Очевидно, что отправка любой камеры в дальний космос и установление стабильной орбиты вокруг Юпитера - это немалый подвиг - но, учитывая запуск Juno в 2011 году, почему разрешение датчика JunoCam такое низкое?

Я предполагаю - возможно, слишком оптимистично - что изменения дизайна, такие как выбор датчика, будут завершены за 4-5 лет до запуска. В 2006-2007 годах потребительские DLSR начального уровня часто имели датчики 10MP.

В принципе;

• Труднее ли закалить датчик с более высоким разрешением от опасностей в космосе?

• Если нет, то по каким причинам НАСА должно избегать использования датчиков с более высоким разрешением?

Для дальних космических миссий существует одно важнейшее требование: надежность. В целом, Предпочитаемые детали НАСА довольно долговечны, потому что главная потребность в зрелой, хорошо понятной технологии. Передовые технологии, которые не работают, не одобряются в данных обстоятельствах. Так что датчики изображения 10-летней давности - это то, что вы ожидаете.

Кроме того, если вы прочтете статью о JunoCam, на которую вы ссылаетесь, вы увидите (второй абзац, первое предложение), что скорость передачи данных довольно низкая, порядка 40 МБ за 11 дней. Увеличение размера изображения сокращает количество изображений, которые могут быть получены, и я ожидаю, что много усилий ушло на определение компромисса между количеством изображений и разрешением изображения.

Что бы это ни стоило, НАСА добивалось повышения скорости передачи данных для своих программ, но ограниченная мощность и дальность действия делают эту задачу нетривиальной. Миссия LADEE пару лет назад включала в себя LLCD (Lunar Laser Communication Demonstrator), который работал довольно хорошо, и это имеет большие перспективы (предел оптической связи в 1 бит / фотон на приемнике), поэтому будущие миссии могут быть в состоянии сделать намного лучше

Похоже, у вас сложилось впечатление, что качество снимков, сделанных в космосе, ограничено разрешением сенсора, а это не так. Не менее важными факторами являются чувствительность датчика, которая ухудшается при увеличении количества пикселей, а также надежность оптической системы.

Проще говоря, если вы отправите 10-мегапиксельную камеру DLSR на Юпитер, она не сможет правильно (или вообще) сфокусироваться после вибраций, которые она испытывает во время запуска, до точки, где фактическое разрешение датчика не будет иметь значения. Кроме того, для качественных фотографий не хватит света.

Думайте больше, как за 10 лет до запуска. Как только он спроектирован, он спроектирован - замена компонентов является основным фактором риска, и они вряд ли захотят это сделать. Огромное количество этого времени будет потрачено на тестирование.

Это привлекательность небольших, полуразмещаемых спутников с дешевыми пусковыми установками, выходящими на околоземную орбиту - если вы потеряете один из них, то это не такая уж большая проблема. С огромными инвестициями в деньги и время, доставляя эту вещь Юпитеру, добавление риска, как правило, нехорошо.

Кроме того, дифракция на оптической апертуре ограничивает используемый физический размер пикселя относительно большим значением. Детали стоят нескольких минут веб-исследований, так как они также ограничивают эффективное разрешение, возможное с точным шагом пикселя, обычным для цифровых камер, включая DSLR.

Скорость передачи данных необходимо учитывать. Отправка обратно любых изображений, которые вы собираете, стоит времени и энергии аккумулятора.

На ваш первый вопрос: Да: защита микроэлектроники от жесткого излучения будет намного сложнее, поскольку вы уменьшаете размер пикселя и повышаете его восприимчивость к ионизирующему излучению.