Raumfahrtmission: Kameras und Analog vs. Digital
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Kursabschnitte

Abschnitt 1
Einführung
1
Was ist unsere Mission? - Digital und Analog
2
Wie nimmt der Rover seine Umgebung wahr?
3
Geschichte der Fotografie
4
Analoge Fotografie und Raumfahrt
Abschnitt 2
Analog vs. Digital
1
Was heißt Analog und Digital?
2
Wie wandelt man das Signal um?
3
Digitale Kameras im Orbit - Weltraumteleskope
Abschnitt 3
Digitale Bilder
1
Wie entsteht das digitale Bild?
2
Wie wird das Bild codiert
3
Farbcodierung
4
Dateigröße
Abschnitt 4
Fehler
1
Fehler im Bild
2
Fehlerkorrigierende Codierung

Digitale Bilder

Dateigröße

Dateigröße ist dir bestimmt schon ein Begriff. Sie ist vor allem dann interessant wenn der Speicherplatz in einem System begrenzt ist oder die Daten, wie in unserem Fall übertragen werden müssen.

Die Größe einer Datei berechnet sich eigentlich nur als die Summe aus den benötigten Bits um die Informationen zu speichern. Damit ist die Größe einer Datei sehr stark abhängig von der Codierung.

In unserer einfachen Bildcodierung können wir die Größe eines Bildes sehr einfach berechnen, indem wir die Bits, die die Breite definieren zu der Anzahl der Pixel addieren (für die 2-Farben Codierung).

Wenn wir ein Bild mit 4 Farben haben müssen wir die Zahl der Pixel mit 2 Bits multiplizieren.

 

Wie du es schon von anderen Größen kennst (wie bei Entfernungen wo du Meter oder Kilometer kennst) gibt es auch für die Dateigröße Vor-Silben, die eine größere Größe repräsentieren. Besonders ist jedoch dass die Silben in 2er-Potenzen gerechnet werden. Versuche einmal hier die Größen in der Tabelle zu ordnen:

 

Die Dateigröße der Bilder, die unser Rover macht ist wichtig, da die Bilder per Funk vom Mars gesendet werden müssen. Da der Mars weit weg ist, ist die Übertragungsrate limitiert. Das heißt, umso größer das Bild ist, umso länger würde die Übertragung dauern.

Die Daten werden vom Rover über das Deep Space Network gesendet.

Das Netzwerek besteht aus mehreren großen Satellitenschüsseln die um die Erde verteilt sind und für die Kommunikation mit Raumschiffen die weit entfernt sind eingesetzt werden.

Aufgrund der Entfernung und den Teilweise limitierten Energievorräten von Rovern ist die Übertragungsrate auf 0.5-4 MBit/s beschränkt (Fotos auf deinem Handy haben eine größe von ca. 9 MByte -> die Übertragung von einem einzigen Bild würde also über eine Minute dauern).

[1]

Hier kannst du live sehen, welche Raumschiffe gerade mit welchen Teilen des DSN kommunizieren:

Link zur DSN Webseite

Die Bilder die der Rover aufgenommen hat, muss er jetzt vom Mars aus per Funk an die Erde übertragen. Bei einer Funkübertragung, vor allem über eine so große Entfernung (~70 000 000 km), können Fehler auftreten. Wie man mit diesen umgeht wollen wir uns als nächstes angucken.

Bild des Deep-Space-Networks: www.jpl.nasa.gov/images/pia24163-new-all-in-one-antenna-for-the-deep-space-network; Abgerufen am 23.08.2022

[1] mars.nasa.gov/mro/mission/communications/, Abgerufen am 23.08.2022

Digitale Bilder Farbcodierung
Vollständig
Fehler Fehler im Bild