Wie wurden Fotodaten verarbeitet und von Satelliten zurück auf die Erde übertragen, bevor die digitale Fotografie alltäglich wurde?

Ich schaue mir Bilder an, die von einigen der ersten Satelliten und Lander gemacht wurden, die es gab, wie der Wikingerlander auf dem Mars im Jahr 1976 oder sogar das erste Bild der Rückseite des Mondes im Jahr 1959 von Luna 3

Ich frage mich, wie diese Fotos verarbeitet wurden. War es einige sehr frühe Digitalkameras? Oder hatten diese Fahrzeuge einen Rollfilm an Bord, der dann vor Ort entwickelt wurde? Wahrscheinlich gibt es Unterschiede zwischen 1959 und 1976.
Wie wurden diese Daten dann auf die Erde übertragen? Ich nehme an, die Übertragung selbst war analog, aber war sie bereits in einer Art (Roh-) Dateiformat?

Luna 3 machte etwas so Kompliziertes, wie Sie dachten: Es machte Fotos auf einem Film, verarbeitete ihn in einer Art Minilab an Bord und scannte und funkete ihn dann in analoger Weise wie ein altes Fax nach Hause .

Das Lustigste war, dass die Sowjets nicht über die Technologie strahlengehärteter Filme verfügten, die Amerikaner jedoch. Sie benutzten es gegen Sowjets in Spionageballons in großer Höhe . Dieses Programm war für Amerikaner ein ziemlicher Misserfolg, aber die Sowjets holten einige dieser Ballons, bevor sie ihre kostbare Fracht ausgaben und den Film für eine Weltraummission umfunktionierten. Hergestellt in den USA, von Sowjetrussland zum Mond geschickt! Mehr über Luna 3 können Sie hier lesen

Wenn Sie nach Ähnlichkeiten mit dem "Rohformat" fragen, ähnelt die analoge Bildübertragung eher einer unkomprimierten Bitmap als einem Rohdump eines typischen modernen Sensors. Rohdaten sind kein Format, jeder Sensor hat ein eigenes Format und es gibt keine Metadaten wie Zeilenende-Markierungen oder Informationen darüber, welcher Sensor für welche Farbe steht. Die analoge Übertragung (wie bei Fax oder TV) ist normalerweise viel strukturierter, z. B. macht die Zeit, um den Abtaststrahl zum Beginn der nächsten Zeile zurückzuführen, einen natürlichen Zeilenende-Marker, oder es wird ein spezieller Ton verwendet, um das zu kennzeichnen, was ermöglicht unter anderem eine zumindest teilweise Wiederherstellung des Bildes, wenn es zu Schluckauf kommt.

Unter den unzähligen Online-Seiten, die die Wikinger-Serie dokumentieren, finden Sie hier eine, die klar aussagt

Das Viking Lander-Kameradesign unterschied sich stark von Vidicon-Framing- oder CCD-Array-Kameras. Die Landekamera war eine Faksimile-Kamera mit einem einzigen stationären Photosensorarray (PSA) sowie Azimut- und Elevationsabtastmechanismen. Ein Lander-Bild wurde erzeugt, indem die Szene in zwei Richtungen (Höhe und Azimut) abgetastet wurde, um das Licht auf das Photosensor-Array zu fokussieren. Die Viking Lander-Kameras wurden von Itek Corp. hergestellt. In einer Reihe von Veröffentlichungen wurden die Eigenschaften und die Leistung der Lander-Kameras beschrieben. Die wissenschaftliche Begründung und das frühe Design der Kameras wurden von Mutch et al. [1972] und eine detaillierte Beschreibung der Flugkameras wurde in Huck et al. [1975b]. Huck und Wall [1976] diskutierten die Bildqualität und Patterson et al. [1977] beschrieb die Kameraleistung während der Hauptmission.

An ITEK-Standorten und an Standorten, die von ehemaligen Mitarbeitern von ITEK unterhalten werden, gibt es eine Menge autobiografisches Material.

Ich bin mir nicht sicher, ob es sich dabei unbedingt um eine Frage handelt, welche Raumfahrzeuge speziell eingesetzt haben, sondern welche elektronischen Lösungen es gab, um Bilder zu erfassen und zu verarbeiten, bevor Digitalkameras allgegenwärtig waren.

Nun, zusätzlich zu den Lösungen in den anderen Antworten würde Ich mag das erwähnen Videokamera Rohr (das Vidicon kurz in dem Zitat in Carls Antwort erwähnt ist ein Beispiel). Dies ist eine Kamera, die genauso funktioniert wie Ihr alter Röhrenfernseher, jedoch in umgekehrter Reihenfolge.

Das Licht wird auf eine lichtempfindliche Platte fokussiert, die vor der Kathodenstrahlröhre angeordnet ist. Wenn Photonen auf die Platte treffen und der Elektronenstrahl die Platte von hinten abtastet, wird durch die Wechselwirkung zwischen den Elektronen im Abtaststrahl und der Ladung auf der Platte an jedem Punkt eine unterschiedliche Potentialdifferenz auf der Platte erzeugt Dies wird zu Ihrem analogen Bildsignal. Sie können dies dann mit analogen Bildverarbeitungstechniken verarbeiten und das Signal dann modulieren, bevor Sie es zur Erde zurücksenden.

Die Erdbeobachtungssatelliten verwendeten die beiden oben genannten Methoden. 1956 starteten die USA das Corona-Programm , bei dem ein spezieller 70-Millimeter-Film mit einer Kamera mit einer Brennweite von 610 mm verwendet wurde (laut Wikipedia). Der Film wurde dann mit einer Wiedereintrittskapsel aus der Umlaufbahn entnommen.

1964 trug der erste Nimbus-Satellit verschiedene Sensoren, die Bilder aufnehmen und diese mit dem ATP-System (einem analogen System) an Bodenstationen senden konnten.

Der erste Erdbeobachtungssatellit, der mit einem CCD-Sensor ausgestattet war, war 1976 der KH-11 (ein Spionagesatellit aus den USA).

Es gibt ein großartiges Video, das erklärt, wie die Mondumlaufbahnen der NASA hier funktionierten , und viele Informationen auf moonviews.com , die auch die Geschichte darüber erzählen, wie die Magnetbänder, auf denen die empfangenen Daten gespeichert waren, gefunden und wiederaufbereitet wurden. Es ist eine großartige Geschichte.

Die kurze Antwort auf Ihre Frage lautet, dass die Orbiter Fotos auf einem analogen Film aufgenommen, diese automatisch in einem trockenen Polaroid-ähnlichen Entwicklungssystem verarbeitet, die Bilder dann gescannt und zur Erde zurückgeschickt haben.