¿Cómo se mitigó el desenfoque de movimiento en los primeros satélites de observación de la Tierra?

El satélite de vigilancia fotográfica Corona tenía una (luego dos) cámaras panorámicas para observaciones:

Cámaras en Corona

(Cámaras en Corona - fuente )

Las cámaras tomaron una panorámica de un arco de 70 grados perpendicular a la trayectoria de vuelo. De Wikipedia :

Las lentes eran panorámicas y se movían a través de un arco de 70° perpendicular a la dirección de la órbita. Se eligió una lente panorámica porque podía obtener una imagen más amplia. Aunque la mejor resolución solo se obtuvo en el centro de la imagen, esto podría superarse haciendo que la cámara hiciera un barrido automático ("recíproco") de un lado a otro a lo largo de 70° de arco. La lente de la cámara giraba constantemente para contrarrestar el efecto de desenfoque del satélite que se movía sobre el planeta.

La última oración me desconcierta: ¿cómo la rotación de la cámara contrarresta el desenfoque de movimiento? ¿Sigue siendo esto un problema con la tecnología actual?

¡Interesante rompecabezas! Ciertamente parece (a partir de esas imágenes y la explicación) que la rotación es cruzada y, por lo tanto, no puede compensar el movimiento o el desenfoque a lo largo de la pista, pero eso parece contradecirse con la última oración (como usted señala). El movimiento de seguimiento lleva la misma área de la Tierra al campo de visión de la segunda cámara aproximadamente 15 segundos después, de modo que el siguiente escaneo captura la misma área desde una dirección diferente. Curious Droid sugiere que la rotación es para compensar el desenfoque, lo que ahora me parece incorrecto.
La Tierra iluminada por el sol es bastante brillante, es posible que la rendija del sistema de escaneo panorámico fuera tan estrecha y el tiempo de exposición efectivo tan pequeño que esto es lo que limita el desenfoque, pero es difícil de creer. Con una resolución de 7 metros y una velocidad de >7000 m/seg, ¿podría una lente f/3 exponer la película a solo 1/1000 seg si no hubiera movimiento para compensar el desenfoque? Consulte books.google.com para obtener información sobre el programa de cámara cartográfica Hexagon (KH-9) y Evolution , pero todavía no veo una respuesta.
Este artículo analiza la compleja distorsión debida a la curvatura de la Tierra, el escaneo transversal y el movimiento a lo largo de la trayectoria y el modelado de los mismos, pero no se menciona "desenfoque".
@uhoh aparentemente las cámaras eran f / 3.5 y tenían un tiempo de exposición de 1/200 de segundo ( fuente ), por lo que era necesario un control de movimiento de imagen adicional.
@StarfishPrime eso suena mucho más razonable, ¡gracias! Aplicando ingenuamente la regla Sunny 16 que sugiere una clasificación ISO o ASA de aproximadamente 25, que también suena razonable para una emulsión de grano pequeño de infrarrojos de alta resolución en la década de 1960.

Respuestas (1)

Primero, las malas noticias: de Evaluación de la serie CORONA de imágenes satelitales para la arqueología del paisaje: un estudio de caso del valle del Orontes, Siria

Desafortunadamente, la mecánica del IMC no se publicó en los documentos CORONA.

El autor, sin embargo, desmitifica la redacción ligeramente peculiar en la página de wikipedia:

La cámara C''' tenía la sección inferior que contenía las lentes pesadas girando 360° mientras que el brazo de exploración en la parte superior oscilaba de un lado a otro en un arco de 70°. Esto requería alinear y bloquear en su lugar el brazo de escaneo y la lente antes de tomar la fotografía. Esto se hizo usando un pasador con resorte con un punto en V que encajaba en una ranura en V en el extremo posterior de la celda de la lente. El brazo de escaneo en sí mismo fue impulsado por una leva que lo aceleró hasta la velocidad de la lente hasta que el pin en V se enganchó en la ranura en V. Al final del escaneo, el pasador en V se retrajo y la cámara devolvió el brazo de escaneo a su posición original mientras la lente continuaba girando. Estas modificaciones redujeron significativamente las vibraciones debido al movimiento de ida y vuelta de la cámara.

Por lo tanto, no tiene nada que ver con el desenfoque de movimiento, sino con la incómoda mecánica de tener que detener y poner en marcha un objeto pesado que rota cada fotograma. Simplemente deje que el conjunto de la lente panorámica siga girando y tome la siguiente toma cuando haya girado de nuevo en su lugar... una pequeña solución, dado que se esperaba que el satélite tomara largas tiras de observaciones continuas durante su paso.

También hay mucha más información sobre el proyecto CORONA que puede interesarle, pero no ayuda con esta pregunta específica.

(por cierto, descubrí que la edición de febrero de 1996 de Popular Science confundió la rotación de la lente con IMC, y puede haber sido la fuente de la confusión de Wikipedia)

Este artículo de Samos E-5 dice burlonamente:

El conjunto de lentes de la cámara panorámica de CORONA se balanceó hacia adelante y hacia atrás y se movió linealmente para compensar el movimiento de la imagen dentro de la nave espacial.

No tiene nada más útil que decir sobre CORONA, pero habla de la cámara E-5 que luego se usó en vuelos satelitales LANYARD, y luego se abandonó a favor del diseño de cámara estéreo Mural y sus descendientes utilizados en KH4 en adelante.

De la cámara E-5, menciona esto:

El sistema de compensación de movimiento de la imagen de la cámara, que eliminó la mancha de la imagen debido al movimiento del vehículo sobre el suelo, también movió todo el conjunto de lentes giratorios hacia arriba y hacia abajo mientras giraba.

Por supuesto, no dice a qué dirección se referían con "arriba y abajo", y luego continúa hablando de la pesadilla de estabilizar el satélite contra este tipo de movimiento pesado e intermitente.

Otro artículo sobre los satélites KH8 GAMBIT menciona de pasada

parece razonable que el control preciso de la película a través de la cámara fuera una buena manera de reducir las manchas de la imagen y aumentar la nitidez y la resolución.

de nuevo, no se dan detalles.

Terminaré con esta nota de Introducción a la detección remota (enlace de libros de Google, puede que no funcione para todos, página 66):

En el contexto de las cámaras analógicas, la compensación de movimiento de la imagen se logra moviendo mecánicamente el plano focal de la película a una velocidad que compensa el movimiento aparente de la imagen en el plano focal.

Y sospecho que eso puede ser lo mejor que obtendrás aquí.

¡Estás en racha...!
@Ludo fue un tema inesperadamente interesante ;-)
Es bueno darse cuenta de lo grandes que eran en realidad estas cámaras: ¡aproximadamente del tamaño de una persona! Supuse que las imágenes se tomaron en zig-zag, pero ahora entiendo que las imágenes se tomaron siempre en la misma dirección para que esas enormes lentes no tuvieran que cambiar de dirección.