Trayendo imágenes desde el espacio a la Tierra

La NASA nos proporciona mediante sus sondas espaciales imágenes inolvidables del universo que nos rodea . Son especialmente maravillosas las obtenidas por las sondas y robots que operan en planetas tan distantes como Marte o Saturno , tal es el caso de las misiones MER y la Cassini-Huygens .

El tomar fotografías a tales distancias implica un proceso : tomar fotografías , recibirlas y reconstruirlas . Todo ello depende a su vez de algo muy importante aquí en la Tierra , es decir , la comunicación con las sondas y robots que se encuentran tan lejos y a lo largo de todo el sistema solar . Para ello se usa la Deep Space Network , que es un sistema global de antenas que se maneja y opera por el JPL  .

1.- Tomar las fotografías

Tomar una instantánea de un planeta , luna o cualquier rasgo del universo es tarea de las sondas espaciales , que tienen un sistema de cámaras digitales y computadoras a bordo . Cuando Cassini mira a Saturno , por ejemplo ,  la luz del planeta pasa a través de las lentes de la cámara y a su vez a través de unos filtros de color . Finalmente , la luz cae sobre un chip electrónico ( CCD ) que capta la imagen .

La superficie del CCD de la cámara fotográfica de la sonda Cassini está dividida en 1,024 líneas paralelas , cada una de ellas a su vez están divididas en 1,024 piezas sensibles sumando un total de 1,048,576 pixeles . Cada pixel es capaz de almacenar una escena de brillo en una escala de valores de 0 ( negro ) a 4,096 ( blanco ) . Las fotografías de una misma escena son tomadas a través de varios filtros ( rojo , verde y azul ) . Después de que todas las fotografías sean enviadas a la Tierra , se reconstruye gracias a esas tomas con diferentes filtros una imagen a color verdadero .

Cassini tiene dos cámaras digitales : una cámara de ángulo estrecho , la cual tiene dos ruedas con 12 filtros cada una ; y una cámara de ángulo ancho , la cual tiene dos ruedas con 9 filtros cada una . La computadora de abordo de la sonda Cassini toma todos los datos obtenidos por el CCD , ya sea a través de la cámara de ángulo corto y/o ancho , y procesa toda la información convirtiéndola en códigos digitales , hechos por ceros y unos , es decir , bits . Entonces las antenas de la sonda envian esos datos hacia la Tierra .

2 .- Recibiendo las fotografías

Las antenas están situadas en unas localizaciones globales que aseguran que las sondas espaciales siempre "ven" alguno de esos tres complejos de antenas mientras estén en el espacio . Cuando las antenas reciben la información , ésta se envía al JPL mediante Internet.

¿ Cuánto tardan en llegar las imágenes desde el espacio ? . Cada sonda es diferente , pero factores como la distancia de la Tierra , la cantidad de datos que deben enviar y el tipo de tecnología que posea la sonda , es crucial . Para evitar problemas de grandes cantidades de información a enviar , las computadoras comprimen los datos para así acelerar el tiempo de transmisión . Al comprimir los datos no se pierde información sino que se gana tiempo y seguridad . Los datos de la sonda Cassini son comprimidos entre tasas de 1:1 y 8:1 y generalmente se transfieren de entorno 40 kbits/s a 165 kbits/s .

Vamos a realizar un sencillo cálculo para hallar el tiempo de transmisión necesario para enviar una imagen comprimida a 2:1 y a máxima velocidad ( 165 kbits/s ) desde la Cassini a la Tierra .

Aplicamos la siguiente fórmula : tamaño de la imágen en CCD = 1,024 x 1,024 = 1,048,576 pixeles x 12 bits por pixel x 3 filtros ÷ 2 ( tasa de comprensión ) ÷ 165 bits ÷ 60 segundos = aprimadamente 2 minutos de transmisión se requieren .

3 .- Creando las fotografías

Todas las imágenes se envían a equipos de investigación e ingenieros que las analizarán . También se publican en Internet para libre distribución y divulgación científica .