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极地考察船上的全天相机长啥样?

2020-10-19 11:20:54 来源:光明网

你有没有想过,被广泛认定为vlog神器的全景相机,其实是可以用来参与科研工作的?

比如全天云图观测。获取全天无死角的全天空图像是测量全天空云的前提。近些年来,数字图像采集设备和数字图像处理技术得到迅猛发展,国内外涌现了许多地基云全天空观测设备。

还比如我国的极地科考船“雪龙”号上,也有一台这样的全天观测相机。

图1.整装待发的雪龙号(图源:国家天文科学数据中心)

雪龙号从1994年代替“极地”号服役。截止到2018年,雪龙号共成功完成8次北极航行和34次南极航行,是我国南北极科考的重要组成部分,并且承担着大量的南北极科考任务。雪龙号每年进行两次极地科考,航行期间,雪龙号将穿越全球不同纬度地区,抵达极地后开展科考作业。

图2.上:雪龙号第8次北极航行航线; 下:雪龙号第34次南极航行航线(图源:极地视线http://polarscanner.org/)

为了用于科研工作的观测设备,其要求自然要比民用级别的vlog全景相机高得多。想要保证设备能够在雪龙号上正常稳定的工作,防水性能、低温耐受性能、高温耐受性能、除露除霜性能以及成像防抖性能等等,每一项都不能含糊。

诶?极地科考设备为什么还要耐高温?

这是因为全天科研相机在去往极地的路上就要工作了。以南极路线为例,雪龙号航行期间将穿越温带、亚热带、热带、寒带等不同气候带,期间设备需要能承受60℃至-30℃的高温和寒冷。

不仅如此,设备还需要具备自动除霜的能力,防止高湿度和高盐分腐蚀的能力,以及应对船体颠簸和西风带强气流的抗震能力。

那么,这样一台被各种要求的相机到底长什么样呢?

图3.QHY5III174相机与Sony IMX174 Exmor CMOS图像传感器(图源:国家天文科学数据中心)

整套设备的核心是经过特殊定制的QHY5III174相机,搭载Sony IMX174 Exmor CMOS图像传感器。同时在外部进行了严格的防水、防尘、温控、干燥、防抖系统设计。同时设备与自研的数据平台相连,保证数据可以快速分析与共享。

图4.雪龙号全天相机装置实拍(图源:国家天文科学数据中心)

图5.一图看万千气象(图源:国家天文科学数据中心)

2018年,雪龙号成功完成了第8次北极科考和第34次南极科考。无论昼夜,无论晴雨,全天相机始终在它的位置上,默默记录着周围的变化,正如默默旅行的雪龙号和科考队成员们。正是因为有他们的存在,我们才能更多感受到这个世界的变化与波澜。

图6.雪龙号上的全景相机(图源:国家天文科学数据中心)

参考文献:《雪龙号极地科考船全天相机系统的设计与研究》,崔顺,2019年4月,硕士毕业论文,北京工业大学《基于卷积神经网络的全天空地基云图分类研究》,崔顺,许允飞,苏丽颖等。天文研究与技术,2019, Vol. 16(2): 225-235

作者简介:李丁也,摄影爱好者兼天文爱好者,长期从事天文摄影及特殊题材摄影和科普工作,曾与央视直播等媒体合作进行天文摄影和直播活动。

责编:万昊宜、袁凤芳

编辑:赵宇豪、柒柒

[ 责编:蔡琳]

标签: 雪龙号 科考 全天相