Quels défis limitent la résolution des appareils photo numériques spatiaux?

J'ai lu des articles sur la mission Juno de la NASA, et je suis tombé sur l'article Wikipedia sur JunoCam , qui est la caméra embarquée à lumière visible de Juno.

Dans l'article, il est mentionné que la résolution du capteur est de 1200x1600 pixels, ce qui correspond à un peu moins de 2MP.

Évidemment, envoyer n'importe quelle caméra dans l'espace lointain et établir une orbite stable autour de Jupiter n'est pas une mince affaire - mais vu le lancement de Juno en 2011, pourquoi la résolution du capteur de JunoCam est-elle si faible?

Je suppose - peut-être trop optimiste - que les changements de conception comme la sélection des capteurs seront finalisés 4 à 5 ans avant le lancement. En 2006-2007, les DLSR grand public d'entrée de gamme arboraient souvent des capteurs 10MP.

Fondamentalement;

• Est-il plus difficile de durcir un capteur de plus haute résolution contre les dangers dans l'espace?

• Sinon, quelles raisons la NASA pourrait-elle avoir pour éviter d'utiliser des capteurs de plus haute résolution?

Il y a une exigence primordiale pour les missions dans l'espace lointain: la fiabilité. En général, les pièces préférées de la NASA sont assez lourdes, car le besoin primordial est d'une technologie mature et bien comprise. Une technologie de pointe qui ne fonctionne pas est mal vue dans les circonstances. Les capteurs d'image de 10 ans correspondent donc à ce que vous attendez.

De plus, si vous lisez l'article JunoCam que vous avez lié, vous verrez (deuxième paragraphe, première phrase) que les taux de transfert de données sont assez lents, de l'ordre de 40 Mo par 11 jours. L'augmentation de la taille de l'image réduit le nombre d'images pouvant être acquises, et je m'attends à ce que beaucoup d'efforts soient consacrés à déterminer le compromis entre le nombre d'images et la résolution de l'image.

Pour ce que ça vaut, la NASA a fait pression pour de meilleurs débits de données pour ses programmes, mais la puissance limitée et les longues portées impliquées en font un problème non trivial. Il y a quelques années, la mission LADEE a incorporé le LLCD (Lunar Laser Communication Demonstrator) qui fonctionnait assez bien, et cela est très prometteur (limite de communication optique de 1 bit / photon au niveau du récepteur), de sorte que les futures missions pourraient être en mesure de faire un beaucoup mieux.

Vous semblez avoir l'impression que la qualité des photos prises dans l'espace est limitée par la résolution du capteur, ce qui n'est pas le cas. Des facteurs tout aussi importants sont la sensibilité du capteur, qui s'aggrave à mesure que vous augmentez le nombre de pixels, et la robustesse du système optique.

Autrement dit, si vous deviez envoyer un appareil photo DLSR 10MP sur Jupiter, il ne serait pas en mesure de se concentrer correctement (ou pas du tout) après les vibrations qu'il a subies lors du lancement au point où la résolution réelle du capteur n'aurait pas d'importance. De plus, il n'obtiendrait pas assez de lumière pour faire des photos de qualité.

Pensez plus à 10 ans avant le lancement. Une fois conçu, il est conçu - le changement de composants est un facteur de risque majeur et il est peu probable qu'il veuille le faire. Une grande partie de ce temps aura été consacrée aux tests.

C'est l'attrait de petits satellites semi-jetables avec des lanceurs bon marché entrant en orbite terrestre - si vous en perdez un, ce n'est pas si grave. Avec un investissement massif en argent et en temps pour acheminer cette chose à Jupiter, ajouter du risque n'est généralement pas une bonne chose.

De plus, la diffraction à l'ouverture optique limite la taille de pixel physique utilisable à une valeur relativement grande. Les détails valent quelques minutes de recherche sur le Web, car ils limitent également la résolution effective possible avec le pas de pixel fin commun aux appareils photo numériques, y compris les reflex numériques.

Le taux de transmission des données doit être pris en compte. Il faut du temps et de l'énergie de la batterie pour renvoyer toutes les images que vous collectez.

À votre première question: Oui: il sera beaucoup plus difficile de protéger la microélectronique des radiations dures à mesure que vous réduisez la taille d'un pixel et augmentez sa sensibilité aux radiations ionisantes.