Quando se fala nos US$ 2,5 bilhões que a Nasa gastou para colocar o
robô Curiosity em Marte, o esperado é que tudo a bordo do veículo seja o
supra-sumo da tecnologia, certo? O que dizer, então, das câmeras de
modestos 1 ou 2 megapixels, com apenas 8GB de memória, que equipam o
jipinho curioso e foram responsáveis pelas imagens marcianas que começaram a ser divulgadas esta semana? Será que a Nasa resolveu economizar, adotando câmeras inferiores às de um bom smartphone? Que nada!
As 17 câmeras do robô Curiosity
Segundo o blog Wired Science,
o Curiosity leva consigo nada menos que 17 câmeras digitais. Oito
delas, dispostas em pares nas laterais da frente e da traseira do
veículo, destinam-se principalmente a identificar obstáculos. São as
Hazcams, ou Hazard-Avoidance cameras, equipadas com sensores
monocoromáticos de 1 megapixel e lentes com campo de visão de 124 graus.
Sabe aqueles quatro sensores de estacionamento cada vez mais comuns na
traseira dos carros, que avisam quando estamos prestes a dar ré numa
parede? As Hazcams são quase isso, só que com muito mais precisão.
No mastro do Curiosity, a cerca de 2 metros de altura, mais dois pares
de câmeras de 1 MP apontadas para a esquerda e para a direita servem
para orientar a navegação do robô. Não por acaso, são chamadas de
Navcams. Por estarem dispostas em pares, assim como as Hazcams, elas são
capazes de produzir imagens 3D – não para entretenimento, mas para
ajudar na modelagem tridimensional do terreno.
Falando em 3D, esta foi a grande decepção nas especificações do aparato fotográfico do Curiosity. Suas duas principais câmeras, chamadas de Mastcams por estarem localizadas no mastro do veículo, deveriam ter sido substituídas por uma versão desenvolvida em parceria com o diretor James Cameron que seria capaz de capturar cenas tridimensionais. Para isso, seria necessário equipar as duas câmeras com lentes zoom que pudessem captar imagens na mesma distância focal – só que, infelizmente, as novas câmeras não ficaram prontas a tempo de embarcarem na missão.
Acabou que as Mastcam ficaram restritas a distâncias focais e aberturas fixas – 34mm (equivalente a uma 115mm) com abertura de F/8, na Mastcam esquerda, e 100mm (equivalente a 343mm) com abertura de f/11, na direita, impedindo a combinação das imagens. O recurso do zoom pode ser corriqueiro aqui na Terra, mas fazê-lo funcionar em Marte exigiria um sistema de aquecimento para impedir que a lubrificação do mecanismo congelasse – explicou ao DPReview o gerente de projeto Mike Ravine, responsável pelo desenvolvimento das câmeras.
Câmeras principais do mastro do Curiosity
O mesmo Ravine justificou também o uso dos sensores Truesense
KAI-2020CM de parcos 2 megapixels e a capacidade de armazenamento
limitada: além de conhecerem muito bem esses sensores, os cientistas
haviam decidido usá-los nos idos de 2004, já que o Curiosity deveria ter
sido lançado em 2009. Naquela época, 2 megapixels não pareciam tão
pouco (e a Truesense Imaging ainda fazia parte da Kodak).
Mais do que isso, porém, aqueles sensores já tinham sido testados sob radiação e temperaturas extremas – o que teria que ser repetido do zero caso decidissem simplesmente trocar os chips por outros mais modernos. Por fim, havia a preocupação com a capacidade de transmissão das imagens: como não há banda larga em Marte, todos os instrumentos do Curiosity têm que dividir uma banda de apenas 250 megabits por dia para sua comunicação com a Terra. Não dava para desperdiçar.
E se a resolução das Mastcams não impressiona, elas compensam com seus outros atributos. Para começar, cada uma delas pode receber 9 filtros diferentes – de um corriqueiro filtro UV como o que equipa as câmeras comuns e um filtro de densidade neutra, para fotos contra o sol, até variantes de cores e materiais exóticos destinados a bloquear determinados comprimentos de onda.
Com alguma paciência, as Mastcams também são capazes de gerar panoramas de 360 graus, como os divulgados esta semana. Os panoramas são montados a partir da combinação de 150 imagens separadas, capturadas ao longo de um giro completo do mastro. Como não parece haver marcianos passeando ao redor do Curiosity, emendar as fotos nem deve dar tanto trabalho.
A primeira câmera a mostrar a que veio, no entanto, foi a MARDI, sigla de Mars Descent Imager, de 2 megapixels. Sua única função era registrar a aterrissagem (ou seria amartissagem?) do veículo. Foi dela que saiu o videozinho que mostra a superfície de Marte se aproximando desde a ejeção do escudo de calor do Curiosity (visto nos primeiros quadros do vídeo) até o momento do pouso. Como o foco da MARDI é fixo e foi ajustado para o infinito, as imagens perdem definição quando a altitude cai a menos de 5 metros.
E já que a MARDI só enxerga de longe, o Curiosity conta, também, com uma câmera que funcionará praticamente como um microscópio, para examinar a superfície do planeta bem de perto. É a MAHLI, ou Mars Hand Lens Imager, situada na ponta do braço-robô do veículo e capaz de focalizar objetos a 2cm de distância, com precisão de 15 microns. Como toda bom equipamento para macrofotografia, a MAHLI tem um sistema de iluminação todo especial: quatro leds brancos e dois ultravioleta garantem seu desempenho independente das condições de luz.
Também para garantir a qualidade das imagens, o Curiosity levou consigo um cartão de referência para ajudar a calibrar suas câmeras. Além da já famosa moeda de um centavo de dólar, incluída mais como homenagem à tradição dos geologistas de incluir moedas como referência de tamanho nas fotos, o “kit calibragem” tem segmentos esmaltados nas cores vermelho, verde e azul, alvos para ajustar o balanço de branco e uma tabela de resolução como a usada em avaliações de câmeras. Só que, neste caso todas as fotos serão, literalmente, “do outro mundo”.
Alvo de calibragem da câmera MAHLI
As 17 câmeras do robô CuriosityFalando em 3D, esta foi a grande decepção nas especificações do aparato fotográfico do Curiosity. Suas duas principais câmeras, chamadas de Mastcams por estarem localizadas no mastro do veículo, deveriam ter sido substituídas por uma versão desenvolvida em parceria com o diretor James Cameron que seria capaz de capturar cenas tridimensionais. Para isso, seria necessário equipar as duas câmeras com lentes zoom que pudessem captar imagens na mesma distância focal – só que, infelizmente, as novas câmeras não ficaram prontas a tempo de embarcarem na missão.
Acabou que as Mastcam ficaram restritas a distâncias focais e aberturas fixas – 34mm (equivalente a uma 115mm) com abertura de F/8, na Mastcam esquerda, e 100mm (equivalente a 343mm) com abertura de f/11, na direita, impedindo a combinação das imagens. O recurso do zoom pode ser corriqueiro aqui na Terra, mas fazê-lo funcionar em Marte exigiria um sistema de aquecimento para impedir que a lubrificação do mecanismo congelasse – explicou ao DPReview o gerente de projeto Mike Ravine, responsável pelo desenvolvimento das câmeras.
Câmeras principais do mastro do CuriosityMais do que isso, porém, aqueles sensores já tinham sido testados sob radiação e temperaturas extremas – o que teria que ser repetido do zero caso decidissem simplesmente trocar os chips por outros mais modernos. Por fim, havia a preocupação com a capacidade de transmissão das imagens: como não há banda larga em Marte, todos os instrumentos do Curiosity têm que dividir uma banda de apenas 250 megabits por dia para sua comunicação com a Terra. Não dava para desperdiçar.
E se a resolução das Mastcams não impressiona, elas compensam com seus outros atributos. Para começar, cada uma delas pode receber 9 filtros diferentes – de um corriqueiro filtro UV como o que equipa as câmeras comuns e um filtro de densidade neutra, para fotos contra o sol, até variantes de cores e materiais exóticos destinados a bloquear determinados comprimentos de onda.
Com alguma paciência, as Mastcams também são capazes de gerar panoramas de 360 graus, como os divulgados esta semana. Os panoramas são montados a partir da combinação de 150 imagens separadas, capturadas ao longo de um giro completo do mastro. Como não parece haver marcianos passeando ao redor do Curiosity, emendar as fotos nem deve dar tanto trabalho.
A primeira câmera a mostrar a que veio, no entanto, foi a MARDI, sigla de Mars Descent Imager, de 2 megapixels. Sua única função era registrar a aterrissagem (ou seria amartissagem?) do veículo. Foi dela que saiu o videozinho que mostra a superfície de Marte se aproximando desde a ejeção do escudo de calor do Curiosity (visto nos primeiros quadros do vídeo) até o momento do pouso. Como o foco da MARDI é fixo e foi ajustado para o infinito, as imagens perdem definição quando a altitude cai a menos de 5 metros.
E já que a MARDI só enxerga de longe, o Curiosity conta, também, com uma câmera que funcionará praticamente como um microscópio, para examinar a superfície do planeta bem de perto. É a MAHLI, ou Mars Hand Lens Imager, situada na ponta do braço-robô do veículo e capaz de focalizar objetos a 2cm de distância, com precisão de 15 microns. Como toda bom equipamento para macrofotografia, a MAHLI tem um sistema de iluminação todo especial: quatro leds brancos e dois ultravioleta garantem seu desempenho independente das condições de luz.
Também para garantir a qualidade das imagens, o Curiosity levou consigo um cartão de referência para ajudar a calibrar suas câmeras. Além da já famosa moeda de um centavo de dólar, incluída mais como homenagem à tradição dos geologistas de incluir moedas como referência de tamanho nas fotos, o “kit calibragem” tem segmentos esmaltados nas cores vermelho, verde e azul, alvos para ajustar o balanço de branco e uma tabela de resolução como a usada em avaliações de câmeras. Só que, neste caso todas as fotos serão, literalmente, “do outro mundo”.
Alvo de calibragem da câmera MAHLI
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