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Vídeos 4K envolventes capturados con α7S II desde el espacio 

Desde el módulo experimental japonés, "KIBO", en la Estación Espacial Internacional 

La α7S II capturó con éxito el primer metraje 4K de uso comercial en el espacio.

El nuevo sistema de cámara, que incluye una α7S II, se instaló en la instalación expuesta (EF) del módulo experimental japonés, KIBO, de la Estación Espacial Internacional (ISS). 

El vehículo de transferencia H-II, KOUNOTORI, una nave especial de trasvase de cargas que ofrece servicio a la Estación Espacial Internacional, se lanzó desde el complejo de lanzamiento de cohetes más grande de Japón, el Centro Espacial Tanegashima, el 9 de diciembre de 2016, llevando a bordo una de las revolucionarias cámaras α7S II de Sony. Esto nos ofrece la oportunidad de ver en tierra imágenes grabadas desde el espacio en resolución de vídeo 4K o Full HD, además de fotografías de 12 megapíxeles.
La Estación Espacial Internacional orbita a aproximadamente 400 kilómetros sobre la Tierra a una velocidad aproximada de 8 km/s, y completa una órbita terrestre en aproximadamente 90 minutos (16 órbitas/día), más rápido que una bala.
¿Por qué se eligió la α7S II como la cámara que se utilizaría en el increíble entorno espacial y qué tipos de sujetos está previsto capturar con la α7S II? Hemos hablado con Toshitami Ikeda, ingeniero sénior asociado de JAXA, a cargo del sistema de cámara exterior.

(Entrevistado el 13 de diciembre de 2016)

Para ofrecer imágenes que solo se pueden ver desde el espacio

Fenómenos naturales inusuales y el aspecto cambiante de la Tierra.

- Para empezar, ¿podrías hablarnos sobre la misión, la función y el propósito de la cámara exterior?

La misión de la cámara exterior es grabar imágenes nítidas de la Tierra desde la Estación Espacial Internacional. Al capturar excepcionales imágenes envolventes desde el espacio exterior de algo como un desastre a gran escala en la Tierra, puedes comprender aspectos de la situación que no se perciben desde allí, como los daños y el alcance del impacto. También podemos explorar los cambios medioambientales tomando imágenes continuas de un volcán submarino u observando el movimiento del hielo a la deriva. Con el reconocimiento de estos cambios en la Tierra, podemos contribuir al conocimiento de los problemas medioambientales mundiales y, al mismo tiempo, creemos que la transmisión de imágenes que no se pueden ver desde la Tierra generará un mayor interés en el desarrollo espacial. 

- La α7S II permite grabar películas y hacer fotografías. ¿Cómo se dividirán estas aplicaciones?

Creo que las escenas dinámicas de los vehículos de trasvase de cargas como el KOUNOTORI acercándose o saliendo de la Estación Espacial Internacional, o del archipiélago de Japón desde la Estación Espacial Internacional yendo de sur a norte, pueden expresarse de forma muy realista con imágenes en movimiento. Por otro lado, las fotografías ofrecen una mejor reproducción de los tonos de color, y se pueden utilizar para analizar cambios más sutiles, como los colores de los océanos o los bosques.

Las expectativas en cuanto a la alta sensibilidad de la α7S II y el primer vídeo 4K grabado desde el exterior de la Estación Espacial Internacional

Capacidad para capturar la Tierra de noche y el espacio exterior de forma brillante

- ¿Puedes decirnos por qué se eligió la α7S II cómo cámara exterior?

El sistema de cámara fuera de la estación se controla desde la Tierra a través de control remoto y transmite datos de imágenes. Esto hizo de la α7S II, que ya cuenta con interfaz USB integrada y permite realizar operaciones con comandos, una elección excelente tanto como cámara exterior como en términos de facilidad de manipulación técnica. Además, fenómenos como la aurora o los meteoritos, o la Tierra vista de noche desde el espacio, son un poco diferentes a si se ven desde tierra, por lo que la captura de alta sensibilidad que ofrece la α7S II es perfecta para grabar por la noche. La Estación Espacial Internacional orbita la Tierra cada 90 minutos y, con nuestro sistema anterior, no podíamos ni plantearnos capturar de noche, algo que ocurre aproximadamente cada 45 minutos. Estoy deseoso de comprobar su rendimiento y la capacidad para capturar incluso con poca luz de noche.

- Creo que las expectativas en cuanto a la grabación de vídeos 4K son también altas.

Está claro que poder grabar películas 4K es también un aspecto importante. Esta será la primera implementación de grabación 4K con una cámara de uso comercial instalada en el exterior de la Estación Espacial Internacional. Y estoy deseoso de capturar metraje más vívido que nunca. De hecho, planeábamos utilizar la α7S, pero en 2016 se decidió sustituirla por el modelo de segunda generación, la α7S II, que era compatible con la grabación interna de películas 4K. Tuvimos muy poco tiempo para instalarla y la repetición de pruebas resultó complicada. Fue estupendo porque los comandos de las cámaras α7S y α7S II son compatibles, y utilizan los mismos sensores, lo que nos permitió sacar adelante algunos elementos. Sin embargo, algunas piezas y el software eran algo diferentes. Por ejemplo, la secuencia de encendido es un poco distinta, así que hubo que realizar ajustes en ese caso.
Los ingenieros de Sony nos proporcionaron información sobre los cambios parciales en el firmware y las diferencias entre las cámaras α7S y α7S II, por lo que pudimos llevar a cabo las evaluaciones y los ajustes necesarios, e incorporarlos en este KIBO.
Estamos emocionados con las posibilidades de grabación en 4K que nos ofrece la cámara exterior.

- Además del vídeo 4K, ¿hay otras diferencias con la cámara exterior previa?

Antes, la cámara exterior se colocaba en la instalación expuesta del KIBO y estaba configurada de modo que siempre apuntara a la Tierra, pero ahora disponemos de una montura que nos permite el movimiento en 2 ejes, así que aunque apuntemos a la Tierra, podemos mover la cámara y capturar el espacio. Esta capacidad para capturar la Tierra y el espacio desde diferentes ángulos nos permitirá obtener imágenes imposibles hasta ahora.

α7S II y lente [FE PZ 28-135 mm F4 G OSS] adoptadas como cámara externa de la ISS 

[Vista exterior del módulo experimental japonés KIBO y la ubicación de la montura de la cámara]

La montura de la cámara está colocada en el extremo del módulo experimental japonés KIBO. Desde ahí, es posible capturar tanto la Tierra como el espacio. El módulo KIBO dispone de un compartimento estanco y un brazo robótico que permite colocar y activar los equipos de observación y experimentos según sea necesario, sin necesidad de actividades extravehiculares de los astronautas.

Fuente: JAXA

Fuente: JAXA

Módulo experimental japonés (JEM)

Módulo experimental japonés (JEM)

1. Módulo presurizado 2. Sección presurizada del módulo de logística experimental 3. Compartimento estanco del JEM 4. Sistema de manipulación remota del JEM 5. Instalación expuesta 6. Ubicación de montaje de la α7S II

Pequeña plataforma experimental expuesta que sustituye a las actividades intravehiculares (i-SEEP) y unidad de cámara


Plataforma experimental expuesta reemplazable por IVA (i-SEEP) y unidad cámara 

Una avalancha de pruebas para garantizar un funcionamiento seguro y estable en el espacio

- ¿Cómo llegó realmente la α7S II a la Estación Espacial Internacional?

Como el espacio está vacío, el calor no se disipa mediante convección de aire. Para lograrlo, la cámara con su lente se colocó en una carcasa de aluminio (la unidad de cámara) y, al maximizar el contacto con esta carcasa de aluminio, se ayuda a que el calor escape. La unidad de la cámara se protegió con materiales amortiguadores y se transportó como parte de la carga presurizada entregada por el KOUNOTORI japonés.

- ¿Qué tipo de pruebas se tuvieron que llevar a cabo para poder usar la cámara en la Estación Espacial Internacional?

Primero, comenzamos con pruebas para asegurarnos de que la cámara no presentaba un mal funcionamiento o una rotura debido a la radiación cósmica, y también probamos si podía funcionar en el vacío y en el entorno térmico extremo del espacio. Tuvimos que asegurarnos de que podía soportar las vibraciones durante el lanzamiento y funcionar sin provocar interferencias electromagnéticas.
Además, probamos si la cámara podía tolerar el ruido eléctrico o electromagnético producido por los otros equipos de la ISS, y también si podía controlarse de forma fluida desde la Tierra, además de poder extraer las imágenes. Antes de instalar la cámara en la instalación expuesta, se llevó al módulo experimental en el que los astronautas viven y trabajan llevando ropa normal, así que tuvimos que hacer todo tipo de pruebas para asegurarnos de que nada podía afectarles; por ejemplo, la emisión de gases nocivos.

Unidad de cámara exterior real. La forma circular inferior es la lente. El orificio circular de la carcasa permite a la lente capturar el exterior

El hardware no se ha modificado básicamente

Tecnología fiable que ofrece una flexibilidad medioambiental asombrosa  

- ¿Se ha dispuesto algún equipo especial para facilitar el funcionamiento de la cámara en las circunstancias únicas del espacio? 

En ese entorno, si apuntas con la cámara hacia el sol, su luz provoca gradualmente que las temperaturas sean muy elevadas. En cambio, si se apunta a otro lugar que no sea el sol, las temperaturas caen en picado. La diferencia de temperatura puede ser de más de 200 ºC, por lo que incluimos un radiador para gestionar el calor y un calefactor para el frío con el fin de mantener la cámara dentro de su rango de funcionamiento.
El hardware de la cámara en sí permanece prácticamente intacto. Realizamos un montón de pruebas, pero apenas encontramos algún problema. Esto demuestra la fiabilidad y flexibilidad de la α7S II, que nos permitieron usar la cámara tal cual en este entorno.

- ¿Puedes explicarnos cómo se ajustó la α7S II para su uso en el espacio exterior?

Puesto que se controla de forma remota desde tierra, modificamos una parte del firmware de modo que pudiéramos cambiar la configuración de captura a través de comandos de operaciones. Casi todos los ajustes de exposición y otros parámetros se pueden controlar de forma remota. Ahora utilizamos una lente con zoom eléctrico SELP28135G y el nivel de zoom se puede controlar desde tierra. Además, como ahora disponemos de capacidad de vídeo 4K, podemos grabar un archivo de vídeo y transmitirlo a tierra como función adicional de todo el sistema. También contamos con una fuente de alimentación externa, ya que sería difícil cambiar la batería dada su ubicación, y la alimentación se puede activar o desactivar desde tierra.

Incluso equipada con la lente de zoom eléctrico (FE PZ 28-135 mm F4 G OSS), la α7S II cabe en la carcasa sin modificar.

Las imágenes del espacio hacen crecer los sueños y volar la imaginación

- ¿Qué tipo de personas te gustaría que vieran las imágenes que tomes?

En realidad, todo tipo de gente. Muchos de los problemas de la Tierra son difíciles de apreciar en la vida diaria, pero cuando miras hacia abajo desde el espacio, es algo que te impacta. Quiero que la imaginación vuele con las imágenes y que la curiosidad se despierte. También me encantaría que los niños vieran las imágenes y que muchos de ellos quisieran trabajar en el campo espacial, quizás diseñando una cámara para su uso en el espacio. Sería muy satisfactorio sentir que hemos contribuido a apoyar el futuro.

El método de fuente de alimentación se modificó mediante la sustitución de la batería por una fuente de alimentación externa

Toshitami Ikeda

Toshitami Ikeda
Ingeniero sénior asociado
Centro de operaciones e integración de misiones,
Consejo de tecnología de vuelos espaciales tripulados
Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial

Cuando se graduó, se unió a la NASDA (Organización Nacional de Desarrollo Espacial de Japón, en la actualidad JAXA). Participó en trabajos promocionales y de desarrollo del módulo experimental japonés KIBO. Lleva en su puesto actual desde 2015.

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