¿Qué desafíos restringen la resolución de las cámaras digitales espaciales?

He estado leyendo sobre la misión Juno de la NASA, y me encontré con el artículo de Wikipedia sobre JunoCam , que es la cámara de luz visible a bordo de Juno.

En el artículo, se menciona que la resolución del sensor es de 1200x1600 píxeles, lo que equivale a poco menos de 2MP.

Obviamente, enviar cualquier cámara al espacio profundo y establecer una órbita estable alrededor de Júpiter no es una tarea fácil, pero teniendo en cuenta que Juno se lanzó en 2011, ¿por qué la resolución del sensor de JunoCam es tan baja?

Supongo, tal vez demasiado optimista, que los cambios de diseño, como la selección del sensor, se finalizarán entre 4 y 5 años antes del lanzamiento. En 2006-2007, los DLSR de consumo de nivel básico a menudo lucían sensores de 10MP.

Básicamente;

• ¿Es más difícil endurecer un sensor de mayor resolución contra los peligros en el espacio?

• Si no, ¿qué razones podría tener la NASA para evitar el uso de sensores de mayor resolución?

Hay un requisito primordial para las misiones en el espacio profundo: la fiabilidad. En general, las partes preferidas de la NASA son bastante pesadas, porque la necesidad primordial es una tecnología madura y bien entendida. La tecnología de punta que no funciona está mal vista bajo las circunstancias. Por lo tanto, los sensores de imagen de 10 años son lo que esperas.

Además, si lee el artículo de JunoCam que ha vinculado, verá (segundo párrafo, primera oración) que las tasas de transferencia de datos son bastante lentas, del orden de 40 MB por 11 días. El aumento del tamaño de la imagen reduce el número de imágenes que se pueden adquirir, y espero que se haya hecho un gran esfuerzo para determinar la compensación entre el número de imágenes y la resolución de la imagen.

Para lo que vale, la NASA ha estado presionando por mejores velocidades de datos para sus programas, pero la potencia limitada y los largos rangos involucrados hacen que este sea un problema no trivial. La misión LADEE hace un par de años incorporó el LLCD (Lunar Laser Communication Demonstrator) que funcionó bastante bien, y esto es muy prometedor (límite de comunicación óptica de 1 bit / fotón en el receptor), por lo que las futuras misiones pueden hacer un mucho mejor.

Parece que tiene la impresión de que la calidad de las fotos tomadas en el espacio está limitada por la resolución del sensor, que no es el caso. Factores igualmente importantes son la sensibilidad del sensor, que empeora a medida que aumenta el recuento de píxeles, y la robustez del sistema óptico.

En pocas palabras, si tuviera que enviar una cámara DLSR de 10MP en Júpiter, no sería capaz de enfocar correctamente (o en absoluto) después de las vibraciones que experimentó durante el lanzamiento hasta el punto en que la resolución real del sensor no importaría. Además, no obtendría suficiente luz para hacer fotos de calidad.

Piensa más como 10 años antes del lanzamiento. Una vez que está diseñado, está diseñado: cambiar los componentes es un factor de riesgo importante y es poco probable que quieran hacerlo. Se habrá invertido una gran cantidad de ese tiempo en las pruebas.

Este es el atractivo de los satélites pequeños y semi desechables con lanzadores baratos que entran en la órbita de la Tierra: si pierde uno, no es tan importante. Sin embargo, con una inversión masiva en dinero y tiempo para llevar esto a Júpiter, agregar riesgos generalmente no es una buena cosa.

Además, la difracción en la abertura óptica limita el tamaño de píxel físico utilizable a un valor relativamente grande. Los detalles merecen unos minutos de investigación en la web, ya que también limitan la resolución efectiva posible con el paso de píxeles fino común en las cámaras digitales, incluidas las réflex digitales.

La velocidad de transmisión de datos debe ser considerada. Cuesta tiempo y energía de batería enviar de vuelta cualquier imagen que recopiles.

A su primera pregunta: Sí: proteger la microelectrónica de la radiación intensa será mucho más difícil a medida que reduzca el tamaño de un píxel y aumente su susceptibilidad a la radiación ionizante.