Jozef
04-06-2007, 10:04 PM
دوگ ریکارد (Doug Rickard)، در تمام طول زندگیش با کامپیوتر, الکترونیک و مخابرات سروکار داشت. وی به مدت 11 سال مشاور شرکت تجهیزات الکترونیک (DOC) بود و در این مدت برای پروژه های بسیار گوناگونی که از طریقDOC به او پیشنهاد می شد کار میکرد.از جمله دوگ در پروژه "شبکه عمق فضا" (Deep Space Network) که ایالات متحده آمریکا آن را در جنوب استرالیا و در شهری به نام وومرا (Woomera) اجرا می کرد شرکت داشت و بدین ترتیب درگیر هیجان انگیزترین مأموریت فضایی غیرسرنشین دار به مقصد ماه و مریخ شد.
http://athena.divshare.com/athena2/files/2007/04/06/347266/0000031-1.jpg
منبع : Memoirs of a Space Engineer .
خاطره ای از دوگ که در ادامه خواهد آمد در طی مأموریت فضاپیمای مارینر-4 که از نزدیکی مریخ گذر کرد، اتفاق افتاده است. دانشمندان ناسا تلاش داشتند اولین عکس فضایی مریخ را از فاصله کمی تهیه نمودند. داده های اولین تصویر گرفته شده توسط ایستگاه شبکه عمق فضا واقع در جنوب استرالیا دریافت شد. دوگ و همکارانش خاطره ای فراموش نشدنی از این موضوع را به خاطر دارند، چراکه آنها اولین انسانهایی بودند که چنین تصویری از مریخ و اولین عکس برداشته شده از یک سیاره (غیر از زمین) از فضا را می دیدند. داستان این موضوع را با قلم دوگ ریکارد بخوانید.
In 1964, the Mariner IV spacecraft, nearing Mars, was about to give NASA scientists their first ever glimpse of the red planet at close range. What they hadn't counted on was that the image data would arrive first at the Deep Space Station in South Australia. Doug Rickard and the team at Woomera couldn't resist a great opportunity.
The video pictures from the cameras on board Mariner IV were digitised and stored on magnetic tape for later playback. The data bit rate on the down link from the spacecraft to Earth was 8.333 bits per second. Yes, all you 56Kb/s surfers, we had a whopping eight and one third bits per second total bit rate. Now this included all the standard spacecraft telemetry as well as the imbedded picture information.
The pictures were about 200 pixels by 200 pixels, a total of 40,000 pixels. Each pixel was a whole 6 bits deep, that is, 64 shades of gray from 0 to 63. The picture data was interleaved into the telemetry data so it took approximately 8 hours to transmit just one picture back to earth. It took several months to transmit back all the pictures, and the whole sequence was transmitted back twice.
Now, JPL (The Jet Propulsion Laboratory in Pasadena) had only built one picture display unit. And, would you believe it but of course it was back in the good ole US of A. It would wait until the whole 40,000 picture elements were received and then, and only then, would it display the picture on a picture tube that would produce photographic copies. So it would only be after the end of the first 8 hours that the engineers would know if they had a picture of Mars or not. Now you also wouldn't believe that the first 8 hours of video transmission just happened to occur when Mariner IV was only in view of the Woomera Deep Space Station. If you think about it, 8.333 bits per second is not very much. And 6 bits were required for just one picture element. And that video was interspersed amongst all that telemetry data. So in fact the video data rate was very slow. 40,000 pixels per 8 hours, 5,000 pixels per hour, 83 pixels per minute, 1.4 pixels per second.
Being nosey buggers as we were, we just had to do something about this. So we got a large sheet of graph paper and marked it out into 200 x 200 squares. Each square was divided up into 4 smaller squares. And we armed a team of 8 people each with a lead pencil. As the data came back, according to the video data value we would shade in a number of the squares. When viewed from a distance it gave quite a representable picture. For the first 4 hours, all we got back from the spacecraft was values of 63 - deep black. Nothing. Nada. Zero. Zilch. There were long faces all around. Had another mission failed at the last moment? Then suddenly the numbers changed. Suddenly we were getting video data values of 30, 20 10, etc. DATA AT LAST.
Slowly our hand drawn picture started to take shape. Mars was in fact in the bottom right hand corner of the picture. Now remember the engineers back at JPL had to wait for 8 hours before they would ever see anything. Suddenly we were able to report craters on Mars. The Americans were furious and told us to stop using the comms circuits for jokes. But as we continued to describe the different craters as they appeared, they finally came to realise that we were not joking, we really did have our own picture display system, crude as it was.
We didn't tell them how we were doing it. Of course, eventually after 8 hours JPL had their full 40,000 picture elements and were able to produce a perfect looking photograph, but they never forgave those pesky Aussies who stole a march on them and saw the pictures of Mars first.
تصاویری که توسط دوربین مارینر-4 برداشته می شد پس از دیجیتالی شدن یا به عبارتی پس از تبدیل شدن به اعداد و ارقام در یک نوار مغناطیسی ذخیره می شد تا در فرصت مناسب به زمین مخابره شود. در آن روزگار سرعت ارسال داده از فضاپیما به زمین حدود 3/8 بیت بر ثانیه بود. امروزه هر کامپیوتر معمولی دارای مودمی با سرعت 56 کیلوبایت بر ثانیه است. یعنی بیش از 6700 مرتبه سریعتر !
حال تصور کنید که با چنین سرعت ناچیزی ما مجبور بودیم علاوه بر تبادل اطلاعات استاندارد مربوط به تله متری سفینه، تصاویر برداشته شده توسط دوربینهای فضایی را نیز دریافت کنیم.
دوربین مارینر-4 تصاویری با قدرت تفکیک 200 پیکسل در طول و 200 پیکسل در عرض می گرفت، یعنی در مجموع هر تصویر این دوربین 40000 پیکسل را شامل می شد. اطلاعات هر پیکسل 6 بیت را اشغال میکرد و قادر بود 64 لایه مختلف رنگ خاکستری از 0 تا 63 را پوشش دهد. اطلاعات تصاویر در لابلای اطلاعات تله متری سفینه ارسال می شد و ما برای اینکه یک تصویر کامل 200 در 200 پیکسل را دریافت کنیم باید بیش از 8 ساعت انتظار می کشیدیم. با این وصف چندین ماه طول می کشید تا تمام تصاویر گرفته شده از مریخ به زمین ارسال گردد.
در آن زمان آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) واقع در پاسادنای آمریکا که تیم هدایت و بهره برداری از سفینه در آنجا مستقر بودند، ابزاری ساخته بود که پس از دریافت تمامی 40000 پیکسل یک عکس، یعنی بعد از 8 ساعت، تصویری از داده های به دست آمده روی کاغذ چاپ می کرد و تنها در آن زمان بود که مهندسان مضطرب می فهمیدند که آیا اصلاً تصویری از مریخ گرفته شده است یا نه.
این خاطره هیجان انگیز از آنجا آغاز شد که زمان شروع ارسال داده های تصویری مارینر-4، سفینه در چنان موقعیت خاصی نسبت به زمین قرار داشت که از بین ایستگاه های مختلف شبکه عمق فضا، تنها ایستگاه وومرا در جنوب استرالیا، یعنی جاییکه من در آنجا کار می کردم، قادر به دریافت اطلاعات در 8 ساعت اول بود و بدینسان ما نخستین انسانهایی بودیم که 40000 پیکسل داده دریافت می کردیم. با آن سرعت اندکی که ذکرش رفت ما تنها حدود 83 پیکسل اطلاعات در دقیقه دریافت می کردیم. صفر و یک، صفر و یک، صفر صفر صفر یک یک صفر ..... باید کاری می کردیم تا گذر چنین زمانی طولانی برایمان سهل و هیجان انگیز می شد.
فوراً دست به کار شدیم و کاغذ بزرگی را روی میز پهن کردیم و آن را به 40000 مربع مساوی تقسیم نمودیم، 200 مربع در طول و 200 مربع در عرض و هر مربع را نیز به چهار قسمت مساوی تفکیک کردیم. یک تیم هشت نفره سامان دادیم که در دست هرکدام یک مداد بود. زمانی که داده ها به زمین می رسید ما با توجه به رنگی که مشخص می شد (یک عدد بین صفر تا 63) تعدادی از مربع های چهارگانه را رنگ میکردیم. بدینسان مجموعه ای از سایه و روشنهایی را به دست می آوردیم که اگر از فاصله دور به آن نگریسته می شد تصویر قابل توجه و واضحی بود.
در چهار ساعت ابتدای کار هر چه از سفینه ارسال می شد عدد 63 یعنی سیاه خالص بود. هیچ هیچ و باز هم هیچ، سیاه سیاه و باز هم سیاه. همگی با چهره هایی مأیوس در این اندیشه بودیم که مأموریتی دیگر با شکست مواجه شده است. ناگهان صفحه برگشت و داده ها عوض شدند. حالا دیگر ما به جای عدد تکراری 63 در حال دریافت 20، 30 و 10 بودیم. شادی به قلبهایمان بازگشته بود.
اندک اندک نقاشی سیاه و سفید ما شکل می گرفت و مریخ در برابر دیدگان ما خودنمایی می کرد. این در حالی بود که مهندسان در JPL مجبور بودند تا پایان زمان 8 ساعته صبر کنند تا اولین تصویر فضایی از مریخ، توسط مارینر-4 را ببینند.
بعد از مدتی ناگهان ما در برابر چشمان خود یک دهانه ای آتشفشانی را دیدیم که اندک اندک در حال کامل شدن بود. سریعاً این موضوع را به مهندسان JPL گزارش کردیم. آمریکاییها با این تصور که ما در حال شوخی کردن هستیم، خشمگینانه از ما خواستند که از مدار مشترک ارتباطی برای جُک تعریف کردن استفاده ننماییم. اما آنها سرانجام زمانی که ما گزارشهای تکمیلی خود را درباره شکلهای متفاوت دهانه ها و چگونگی قرار گیری آنها را ارسال می کردیم، باور کردند که ما شوخی نمی کنیم. ما واقعاً سیستم ایجاد تصاویر دیجیتالی مخصوص به خود را داشتیم هر چند که از روشی ابتدایی استفاده کرده بودیم.
ما به آنها نگفتیم که چگونه این کار را انجام دادیم و آنها نیز سرانجام پس از 8 ساعت تمام 40000 پیکسل تصویر را به دست آوردند و دستگاه پیشرفته اشان تصویری واقعی و عالی از مریخ چاپ کرد ولی مسلماً هیچ گاه فراموش نکردند که چگونه چند مهندس استرالیایی با روشی مرموز قبل از آنها نخستین تصویر مریخ را که مارینر-4 ارسال کرده بود را دیدند.
دوگ ریکارد سرانجام در روز سه شنبه هفتم می 2002 بر اثر سرطان مغز استخوان درگذشت. بی شک فقدان این مهندس فضایی پیشرو ضایعه بزرگی برای جامعه فضایی استرالیا است.
http://athena.divshare.com/athena2/files/2007/04/06/347275/0000031-2.jpg
این همان تصویری است که دوگ و همکارانش با مداد سعی در تهیه آن داشتند
http://athena.divshare.com/athena2/files/2007/04/06/347282/0000031-3.gif
نقل و تشکر از :
mydocument.ir
http://athena.divshare.com/athena2/files/2007/04/06/347266/0000031-1.jpg
منبع : Memoirs of a Space Engineer .
خاطره ای از دوگ که در ادامه خواهد آمد در طی مأموریت فضاپیمای مارینر-4 که از نزدیکی مریخ گذر کرد، اتفاق افتاده است. دانشمندان ناسا تلاش داشتند اولین عکس فضایی مریخ را از فاصله کمی تهیه نمودند. داده های اولین تصویر گرفته شده توسط ایستگاه شبکه عمق فضا واقع در جنوب استرالیا دریافت شد. دوگ و همکارانش خاطره ای فراموش نشدنی از این موضوع را به خاطر دارند، چراکه آنها اولین انسانهایی بودند که چنین تصویری از مریخ و اولین عکس برداشته شده از یک سیاره (غیر از زمین) از فضا را می دیدند. داستان این موضوع را با قلم دوگ ریکارد بخوانید.
In 1964, the Mariner IV spacecraft, nearing Mars, was about to give NASA scientists their first ever glimpse of the red planet at close range. What they hadn't counted on was that the image data would arrive first at the Deep Space Station in South Australia. Doug Rickard and the team at Woomera couldn't resist a great opportunity.
The video pictures from the cameras on board Mariner IV were digitised and stored on magnetic tape for later playback. The data bit rate on the down link from the spacecraft to Earth was 8.333 bits per second. Yes, all you 56Kb/s surfers, we had a whopping eight and one third bits per second total bit rate. Now this included all the standard spacecraft telemetry as well as the imbedded picture information.
The pictures were about 200 pixels by 200 pixels, a total of 40,000 pixels. Each pixel was a whole 6 bits deep, that is, 64 shades of gray from 0 to 63. The picture data was interleaved into the telemetry data so it took approximately 8 hours to transmit just one picture back to earth. It took several months to transmit back all the pictures, and the whole sequence was transmitted back twice.
Now, JPL (The Jet Propulsion Laboratory in Pasadena) had only built one picture display unit. And, would you believe it but of course it was back in the good ole US of A. It would wait until the whole 40,000 picture elements were received and then, and only then, would it display the picture on a picture tube that would produce photographic copies. So it would only be after the end of the first 8 hours that the engineers would know if they had a picture of Mars or not. Now you also wouldn't believe that the first 8 hours of video transmission just happened to occur when Mariner IV was only in view of the Woomera Deep Space Station. If you think about it, 8.333 bits per second is not very much. And 6 bits were required for just one picture element. And that video was interspersed amongst all that telemetry data. So in fact the video data rate was very slow. 40,000 pixels per 8 hours, 5,000 pixels per hour, 83 pixels per minute, 1.4 pixels per second.
Being nosey buggers as we were, we just had to do something about this. So we got a large sheet of graph paper and marked it out into 200 x 200 squares. Each square was divided up into 4 smaller squares. And we armed a team of 8 people each with a lead pencil. As the data came back, according to the video data value we would shade in a number of the squares. When viewed from a distance it gave quite a representable picture. For the first 4 hours, all we got back from the spacecraft was values of 63 - deep black. Nothing. Nada. Zero. Zilch. There were long faces all around. Had another mission failed at the last moment? Then suddenly the numbers changed. Suddenly we were getting video data values of 30, 20 10, etc. DATA AT LAST.
Slowly our hand drawn picture started to take shape. Mars was in fact in the bottom right hand corner of the picture. Now remember the engineers back at JPL had to wait for 8 hours before they would ever see anything. Suddenly we were able to report craters on Mars. The Americans were furious and told us to stop using the comms circuits for jokes. But as we continued to describe the different craters as they appeared, they finally came to realise that we were not joking, we really did have our own picture display system, crude as it was.
We didn't tell them how we were doing it. Of course, eventually after 8 hours JPL had their full 40,000 picture elements and were able to produce a perfect looking photograph, but they never forgave those pesky Aussies who stole a march on them and saw the pictures of Mars first.
تصاویری که توسط دوربین مارینر-4 برداشته می شد پس از دیجیتالی شدن یا به عبارتی پس از تبدیل شدن به اعداد و ارقام در یک نوار مغناطیسی ذخیره می شد تا در فرصت مناسب به زمین مخابره شود. در آن روزگار سرعت ارسال داده از فضاپیما به زمین حدود 3/8 بیت بر ثانیه بود. امروزه هر کامپیوتر معمولی دارای مودمی با سرعت 56 کیلوبایت بر ثانیه است. یعنی بیش از 6700 مرتبه سریعتر !
حال تصور کنید که با چنین سرعت ناچیزی ما مجبور بودیم علاوه بر تبادل اطلاعات استاندارد مربوط به تله متری سفینه، تصاویر برداشته شده توسط دوربینهای فضایی را نیز دریافت کنیم.
دوربین مارینر-4 تصاویری با قدرت تفکیک 200 پیکسل در طول و 200 پیکسل در عرض می گرفت، یعنی در مجموع هر تصویر این دوربین 40000 پیکسل را شامل می شد. اطلاعات هر پیکسل 6 بیت را اشغال میکرد و قادر بود 64 لایه مختلف رنگ خاکستری از 0 تا 63 را پوشش دهد. اطلاعات تصاویر در لابلای اطلاعات تله متری سفینه ارسال می شد و ما برای اینکه یک تصویر کامل 200 در 200 پیکسل را دریافت کنیم باید بیش از 8 ساعت انتظار می کشیدیم. با این وصف چندین ماه طول می کشید تا تمام تصاویر گرفته شده از مریخ به زمین ارسال گردد.
در آن زمان آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) واقع در پاسادنای آمریکا که تیم هدایت و بهره برداری از سفینه در آنجا مستقر بودند، ابزاری ساخته بود که پس از دریافت تمامی 40000 پیکسل یک عکس، یعنی بعد از 8 ساعت، تصویری از داده های به دست آمده روی کاغذ چاپ می کرد و تنها در آن زمان بود که مهندسان مضطرب می فهمیدند که آیا اصلاً تصویری از مریخ گرفته شده است یا نه.
این خاطره هیجان انگیز از آنجا آغاز شد که زمان شروع ارسال داده های تصویری مارینر-4، سفینه در چنان موقعیت خاصی نسبت به زمین قرار داشت که از بین ایستگاه های مختلف شبکه عمق فضا، تنها ایستگاه وومرا در جنوب استرالیا، یعنی جاییکه من در آنجا کار می کردم، قادر به دریافت اطلاعات در 8 ساعت اول بود و بدینسان ما نخستین انسانهایی بودیم که 40000 پیکسل داده دریافت می کردیم. با آن سرعت اندکی که ذکرش رفت ما تنها حدود 83 پیکسل اطلاعات در دقیقه دریافت می کردیم. صفر و یک، صفر و یک، صفر صفر صفر یک یک صفر ..... باید کاری می کردیم تا گذر چنین زمانی طولانی برایمان سهل و هیجان انگیز می شد.
فوراً دست به کار شدیم و کاغذ بزرگی را روی میز پهن کردیم و آن را به 40000 مربع مساوی تقسیم نمودیم، 200 مربع در طول و 200 مربع در عرض و هر مربع را نیز به چهار قسمت مساوی تفکیک کردیم. یک تیم هشت نفره سامان دادیم که در دست هرکدام یک مداد بود. زمانی که داده ها به زمین می رسید ما با توجه به رنگی که مشخص می شد (یک عدد بین صفر تا 63) تعدادی از مربع های چهارگانه را رنگ میکردیم. بدینسان مجموعه ای از سایه و روشنهایی را به دست می آوردیم که اگر از فاصله دور به آن نگریسته می شد تصویر قابل توجه و واضحی بود.
در چهار ساعت ابتدای کار هر چه از سفینه ارسال می شد عدد 63 یعنی سیاه خالص بود. هیچ هیچ و باز هم هیچ، سیاه سیاه و باز هم سیاه. همگی با چهره هایی مأیوس در این اندیشه بودیم که مأموریتی دیگر با شکست مواجه شده است. ناگهان صفحه برگشت و داده ها عوض شدند. حالا دیگر ما به جای عدد تکراری 63 در حال دریافت 20، 30 و 10 بودیم. شادی به قلبهایمان بازگشته بود.
اندک اندک نقاشی سیاه و سفید ما شکل می گرفت و مریخ در برابر دیدگان ما خودنمایی می کرد. این در حالی بود که مهندسان در JPL مجبور بودند تا پایان زمان 8 ساعته صبر کنند تا اولین تصویر فضایی از مریخ، توسط مارینر-4 را ببینند.
بعد از مدتی ناگهان ما در برابر چشمان خود یک دهانه ای آتشفشانی را دیدیم که اندک اندک در حال کامل شدن بود. سریعاً این موضوع را به مهندسان JPL گزارش کردیم. آمریکاییها با این تصور که ما در حال شوخی کردن هستیم، خشمگینانه از ما خواستند که از مدار مشترک ارتباطی برای جُک تعریف کردن استفاده ننماییم. اما آنها سرانجام زمانی که ما گزارشهای تکمیلی خود را درباره شکلهای متفاوت دهانه ها و چگونگی قرار گیری آنها را ارسال می کردیم، باور کردند که ما شوخی نمی کنیم. ما واقعاً سیستم ایجاد تصاویر دیجیتالی مخصوص به خود را داشتیم هر چند که از روشی ابتدایی استفاده کرده بودیم.
ما به آنها نگفتیم که چگونه این کار را انجام دادیم و آنها نیز سرانجام پس از 8 ساعت تمام 40000 پیکسل تصویر را به دست آوردند و دستگاه پیشرفته اشان تصویری واقعی و عالی از مریخ چاپ کرد ولی مسلماً هیچ گاه فراموش نکردند که چگونه چند مهندس استرالیایی با روشی مرموز قبل از آنها نخستین تصویر مریخ را که مارینر-4 ارسال کرده بود را دیدند.
دوگ ریکارد سرانجام در روز سه شنبه هفتم می 2002 بر اثر سرطان مغز استخوان درگذشت. بی شک فقدان این مهندس فضایی پیشرو ضایعه بزرگی برای جامعه فضایی استرالیا است.
http://athena.divshare.com/athena2/files/2007/04/06/347275/0000031-2.jpg
این همان تصویری است که دوگ و همکارانش با مداد سعی در تهیه آن داشتند
http://athena.divshare.com/athena2/files/2007/04/06/347282/0000031-3.gif
نقل و تشکر از :
mydocument.ir