Inspiracje!

Jak dotąd prezentowałem głównie nieco starsze grafiki. Podczas poszukiwań znalazłem jednak wiele zupełnie współczesnych przykładów wizualizacji danych z zakresu badań kosmosu.

Na początek coś lekkiego, prosta aplikacja dostępna pod adresem http://www.whitevinyldesign.com/solarbeat/. Każdej z planet i planet karłowatych (z jakiegoś powodu tylko dwóch) podporządkowany jest dźwięk, który wydaje podczas przechodzenia różową linię. Możemy regulować prędkość odtwarzania animacji, jednak "melodia" która przy tym powstaje to już tylko i wyłącznie wynikowa prędkości orbitalnej danych ciał. W naszym układzie planetarnym mamy do czynienia z typową sytuacją: im dalsza orbita, tym niższa prędkość orbitalna. Oczywiście większa jest także długość orbity, co powoduje duże dysproporcje między czasami obiegu wokół Słońca, od kilku miesięcy, po setki lat. Animacja ta świetnie to ilustruje, a co więcej zlicza nam okrążenia danych ciał niebieskich i podaje wyniki na dole. Łatwo zorientować się, że licznik Merkurego pędzi jak szalony, podczas gdy nawet przy najwyższym tempie pozostaje nam długo czekać na chociaż jedno okrążenie Plutona czy Neptuna. (na 1030 okrążeń Merkurego przypada jedno Plutona)

Inną ciekawą stroną jest OMG SPACE, podobna do linkowanych przeze mnie w poście Odległości! próba stworzenia modelu Układu Słonecznego online, z zachowaniem skali. Zawiera więcej ciał niebieskich niż którakolwiek z poprzednio podrzucanych przeze mnie stron, ale to co najciekawsze, to grafiki które ukazują się po kliknięciu na dany obiekt astronomiczny. Spójnie przedstawiają one historię eksploracji danego zakątka naszego układu planetarnego, a także zawierają podstawowe informacje o jego orbicie.

Sto lat JPL! Infografika przedstawia wszystkie 100 misji zrealizowanych pod egidą NASA przez Jet Propulsion Laboratory. Odczytując grafikę należy pamiętać, że jednej misji może odpowiadać kilka linii. Dzieje się tak w przypadku gdy misja taka miała odwiedziła kilka ciał niebieskich, lub badała kilka różnych stref w US.

Grafiką o podobnym charakterze jest prezentowana poniżej historia wszystkich wypraw sond kosmicznych. Ciężko wyczytać z niej tyle konkretnych informacji co z poprzedniej, niemniej jednak daje już na pierwszy rzut oka pojęcie o proporcjach jakie w tej kwestii istnieją.

Tego typu charakter ma również praca absolwenta Katowickiej ASP, Jacka Malinowskiego, dostępna w wysokiej rozdzielczości tutaj. Ciekawym aspektem tej pracy jest to jak wiele róznych informacji udało się w niej umieścić bez wprowadzania graficznego bałaganu. Mamy tutaj więc, nazwy sond, rok ich wystrzelenia, ich typ i agencje która je wysłała, ale także listę instrumentów badawczych, a nawet dane na temat samego Marsa, skład atmosfery, czy parametry orbity...

Voyager Mission Status Bulletin

Planetary.org udostępniło do ściągnięcia w formie pdf'ów wszystkie egzemplarze krótkich publikacji wydawanych przy okazji trwania głównej części misji próbników Voyager 1 i Voyager 2. Jest to niesamowicie bogate źródło informacji, ale i grafik! Niektóre to naprawdę ciekawe rozwiązania niełatwych problemów projektowych... Zachęcam wszystkie zainteresowane do osoby do ściągania, bo naprawdę warto. Postaram się tutaj zaprezentować kilka ciekawych grafik tutaj.

W publikacjach tych znajdziemy wszystko, począwszy od  porównania trajektorii misji Voyager 1 i Voyager 2, czy budowę rakiety nośnej.

... czy choćby takie ciekawe porównania jak zmieniało się wzajemne położenie próbników w czasie, na krótszych odcinkach. Jak widać Voyager 1 krótko po starcie "przegonił" bliźniaczą sondę. Ot rozwiązanie zagadki, dlaczego Voyager 2 ma taki numer a nie inny, mimo że wystartował pierwszy...

 Niezwykle ciekawe rzuty prezentujące jak wykonywane były serie zdjęć podczas poszczególnych zbliżeń. To ta wielka ilość zdjęć składana potem w mozaiki pozwalała nam zobaczyć te ciała niebieskie takimi jakimi są z niedostępną wcześniej precyzją. Respekt musi budzić zaplanowanie takiej sekwencji czynności z odległości niemal 620 mln km, i kilkunastominutowym opóźnieniem. Choć podróż trwa długo wszystko "na miejscu" trwa niezwykle krótko, co świetnie ilustruje następna grafika. 

 

Mój ulubiony chyba sposób na przedstawienie przelotu przez układ. Nieprawdopodobna jest ilość informacji którą można wyczytać z tego rysunku! Bardzo lubię też to, że pozwala on wyobrazić sobie przestrzennie cały przelot. Godziny podane na osi uświadamiają nam że po wielomiesięcznej podróży dostajemy jedynie kilka godzin na badania...

 

Bardzo obrazowe porównanie wielkości, Ziemii, Księżyca, i księżyców Jowisza. Niezwykle proste i skromne środki, a powiedziane zostało wszystko co można było powiedzieć. Poniżej podobna grafika dla Saturna, uwzględniająca także odległości.

Czy na przykład misja Voyager 2 w pigułce... a o wiele więcej można znaleźć w podanym przeze mnie na początku linku.

15 lat podboju kosmosu

Mimo upływu lat książka ta wciąż wspominana jest przez sympatyków astronautyki z rozrzewnieniem. Faktem jest, że jak dotąd nie doczekaliśmy ani jednego wydawnictwa które tak szczegółowo opisywałoby wszystko co działo się w astronautyce danego okresu z podobnym profesjonalizmem i pieczołowitością. Czytana dziś wydaje mi się być ciekawym świadectwem pewnych specyficznych czasów. Czasów w których kosmos, jak mniemano, stoi otworem, a dalsza załogowa eksploracja kosmosu była oczywista; czasów gdy latano na Księżyc, a plany lotu dalej, wydawały się jak najbardziej realne. Teraz, gdy po latach patrzymy na te zapowiedzi (choćby na wyliczenia odnośnie amortyzacji kosztów wahadłowców) możemy jedynie nieznacznie się uśmiechnąć. 

Poza tymi zapowiedziami pełnymi, w jakiejś mierze uzasadnionego, optymizmu, znajdziemy inny ciekawy ślad minionej epoki. Krótkie fragmenty o Amerykańskich planach wykorzystania powierzchni Księżyca do budowy załogowych baz wojskowych wyposażonych w głowice nuklearne... Bardzo dziwny fragment zważywszy na charakter i długość lotów księżycowych Amerykanów, możliwości technologiczne w tamtych czasach i w ogóle uzasadnienie taktyczne dla tego pomysłu (może łatwiej byłoby po prostu umieścić pociski na orbicie?). Miało to raczej mówić obywatelowi kraju socjalistycznego, że Amerykanie no i owszem, wylądowali na Księżycu, ale ostateczny cel jest niegodny, niepokojowy, a całe przedsięwzięcie to sukces, ale lekko już pachnący zgnilizną.

Z drugiej strony książka ta jest świetnym kompendium na temat wszelkich programów kosmicznych tamtych lat (z wyłączeniem wojskowych rzecz jasna), w tym meteorologicznych, czy międzyplanetarnych.

To co interesuje nas w tym wydawnictwie to rysunki i schematy. Zdecydowana większość to jednak ryciny; przedstawiające różne sondy, bardzo często bez opisu elementów. Stąd użyte przeze mnie słowo "ryciny". Znalazło się tu jednak kilka ciekawych rysunków technicznych, przy których autor musiał stanąć przed niełatwymi dylematami natury projektowej.

Pierwszy opisywany przeze mnie rysunek to dość rozbudowany opis załogowego lotu na Księżyc. Składają się na niego dwa rysunki ze wspólną numeracją poszczególnych faz lotu. Pierwszy przedstawia trajektorie (z dwoma Książycami...) drugi coś na kształt komiksu, obrazkowe przedstawienie każdej z faz.

Inny sposób na przedstawienie faz lądowania, tym razem sondy bezzałogowej na powierzchni Wenus. W takim przypadku przypomina to obecnie tworzone infografiki z fazami lądowania choćby łazika MSL.

Ten model Układu Słonecznego prezentowałem już poprzednio. Ciekawą sprawą tu jest tu według mnie podziałka na dole, z nachyleniem orbit poszczególnych planet w stosunku to płaszczyzny ekliptyki. Oraz planeta bliźniak Urana.

Trochę o problemie skali, w innym ujęciu. Zarys satelity wielkości Afryki. Pojawia się pytanie do ułatwia to odczytanie wiadomości? Czy możemy sprecyzować w jakikolwiek sposób cechy jego wyglądu, skoro już ktoś starał nie traktować go schematycznie? Satelity Mołnia poruszały się na mocno eliptycznych orbitach polarnych, tak by stosunkowo długo obejmować swym zasięgiem teren ZSRR.

Inną ciekawą grafiką jest opis elementów orbity. Fajna sprawa jeśli nie mamy kompletnie pojęcia o co chodzi czytając wszystkie te parametry orbity.

Ten przykład pokazuje, że pewne rysunki są nieśmiertelne. Ten właśnie rysunek przedstawiający sondę Pionier 10 w różnej formie wykorzystuje się po dziś dzień (choćby w artykule na polskiej Wikipedii )

Rysunek pokazujący trwanie czegoś i kolejność etapów na zasadzie storyboardu, czy komiksu. Grafika ciekawa też po prostu dlatego, że to ujęcia LRV które niełatwo znaleźć. (A tak zupełnie z innej beczki: jedno z ciekawszych nagrań jakie można znaleźć na YouTube odnośnie LRV. WARTO, szczególnie w HD!)

Inne, szersze ujęcie procesu lądowania, tym razem statku załogowego. Warto, mimo oczywistych różnic natury technicznej, porównać sam sposób przedstawienia tego procesu z ilustracją lądowania sondy Wenus.

Odległości 2!

W pierwszym poście wykorzystałem porównanie, w którym w identycznej skali umieszczałem obiekty w hipotetycznym modelu Układu Słonecznego. Za punkt wyjścia wziąłem kulę średnicy 1 cm która miała w tym modelu reprezentować Ziemię. Takie porównania, dość często spotykane, uzmysławiają nam nieprawdopodobną pustkę kosmosu, nawet tego pozornie bliskiego. Dzięki tej stronie, każdy zainteresowany może automatycznie wykonać tego typu obliczenia, podając jedynie punkt odniesienia.

Wciąż pozostaje jednak dość prosty sposób na zaprezentowanie wszystkich tych wielkości, mianowicie: przestrzeń i wielkie powierzchnie. Niczego nie trzeba drukować, ani przedstawiać na ekranie, wystarczy wziąć tę centymetrową kulę i ustawić ją te 150 metrów od ponad metrowego Słońca. I jak się okazuje, jest sporo takich miejsc, a mnie zainteresował szczególnie Sweden Solar System, którego centralny punkt, reprezentujący Słońce przedstawiam poniżej...

Ericsson Globe to budynek w Stockholm, pełniący funkcję hali widowiskowej. Forma budynku, 71 metrowej sfery, sprawiła że idealnie nadaje się do takiej roli, ale jednocześnie jej wielkość powoduje wielkie odległości w tym modelu. Modelu o tyle ciekawym, że uwzględnia także planety karłowate i niektórych kandydatów na nie, oraz inne mniejsze ciała niebieskie, a nawet niematerialne granice stref pewnych oddziaływań.

Niesamowita w tym projekcie jest jego skala, bo można śmiało powiedzieć, że zajmuje on praktycznie cały kraj...

Każde z ciał niebieskich reprezentuje jakiś obiekt, bądź rzeźba. Poniżej prezentuje galerię kilku takich obiektów rozsianych po kraju... niezwykłe jest umiejscowienie Sedny, na dalekiej północy, co tak niesamowicie zgrywa się z jej faktycznym położeniu w Układzie Słonecznym, na kompletnych peryferiach. To niemal romantyczne ;)

Merkury, 25 cm, 2,9 km od Globe Arena

Wenus, 62 cm, 5,5 km od Słońca

Ziemia, 65 cm, 7,9 km od hali...

I za ścianą Księżyc, 18 cm średnicy. Piękny moim zdaniem!

Mars i paprotka! Zupełnie jak u nas. 35 cm, 11,25 km odległości

Więcej można znaleźć na stronie tego projektu, a ja zakończę jakże romantycznym dla mnie zdjęciem, Sedny, oddalonej o 810 km, 15 cm kuli.

Odległości!

Сelowo rozpocząłem tym przydługim wstępem ;) Pomyślałem, gdy znajoma podesłała mi tę grafikę, że to faktycznie ciekawe, że dzięki technikom cyfrowym jesteśmy w stanie przedstawić pewne odległości w skali. Nie musimy się bać o papier, więc to co pisałem w pierwszym poście, w zasadzie się deaktualizuje. Ale czy na pewno?

Ale najpierw, polecam wejść pod ten adres ten adres. Strona ta ilustruje nam dosłownie odległości w Układzie Słonecznym, każdy kto przeciągnie scrollem dalej niż do orbity Wenus, ma stalowe nerwy. Jeśli ktoś przeciągnął scrollem, aż do Saturna, powinien poważnie zastanowić się, co robi ze swoim życiem. Na szczęście podążające za nami menu po lewej pozwala nam na natychmiastowe przeskoczenie do danego ciała niebieskiego. Wystarczy obserwować ruch paska przewijania po prawej by zorientować jak to wszystko daleko, i to licząc w linii prostej...

Innym ciekawym projektem tego typu jest  nie dość, że pomysłowy, to jakże ładny projekt dostępny na stronie BBC, Space Race. Dzięki pomysłowemu systemowi możliwe było umieszczenie na jednej, choć nadal niezwykle długiej, infografice wszystkich ciekawych obiektów do odległości mniej więcej 20 godzin świetlnych. Warto poświęcić chwilę na przestudiowanie tej grafiki!

Eyes on the Solar System to ciekawy pomysł Nasa na zaprezentowanie własnej działalności. Za pomocą tej prostej aplikacji jesteśmy w stanie obserwować loty wszystkich bezzałogowych misji w naszym ojczystym układzie, poruszając się zarówno w przestrzeni, jak i czasie. Z łatwością można przenieść się w czasie do lat 70' i obserwować jak wyglądała podróż sond Voyager w kierunku planet-gigantów. To także świetne miejsce na poznawanie Układu Słonecznego. Po kliknięciu na ciała i obiekty, oprogramowanie automatycznie przenosi nas do nich, widzimy orbity większych księżyców planet czy satelitów sztucznych, sond zbudowanych ludzką ręką... Tekstury nałożone na powierzchnie ciał niebieskich to zdjęcia wykonane podczas przelotów, tak że, niektóre obiekty, jak Tryton, księżyc Neptuna to w większości szara pustynia, reprezentująca brak danych, granice naszego poznania.

Asteroidy odkrywane między 1980 a 2012

W ostatnich latach nasza wiedza na temat mniejszych ciał niebieskich znacznie się poszerza, dość powiedzieć, że w minionym roku doszło do przelotu sondy kosmicznej  Change 2 koło planetoidy Toutatis. Daje nam to sumarycznie 11 odwiedzin różnych asteroid przez urządzenia skonstruowanie na Ziemi. Odkrywamy także coraz więcej takich obiektów i lista obecnie nam znanych ma już ponad pół miliona pozycji! W dzisiejszym krótkim poście, prezentuje animację przedstawiającą odkrycia asteroid, na przestrzeni 32 lat. Wraz z komentarzem autora prezentuje to bardzo atrakcyjny sposób rozwój tej dziedziny astronomii na przestrzeni ostatnich 3 dekad.

Mars in a minute

NASA w ramach popularyzacji swojej działalności tworzy ciekawą serię animacji, tłumaczących zawiłości technologiczne i organizacyjne misji marsjańskich łazików naukowych. Jak sama nazwa wskazuje, początkowo koncepcja zakładała tworzenie filmów dokładnie o długości jednej minuty, od czego później stopniowo odstąpiono, moim zdaniem na niekorzyść przekazu...

Najprościej jak to możliwe film tłumaczy dlaczego na obiekty wysłane w kierunku Marsa mają wąskie okna czasowe raz na rok, i z czego wynika długość lotu w tym kierunku.

Dlaczego Mars to Czerwona Planeta? Dzięki tlenkom żelaza, czyli czymś co w języku potocznym często nazywamy rdzą.

Wykorzystywane w tym momencie systemy lądowania na Marsie w telegraficznym skrócie. Trochę o tym dlaczego najnowsza misja MSL jest w pewnym stopniu przełomowym wydarzeniem w dziedzinie lądowań.

I dokładna analiza przypadku MSL Curiosity, czyli lądowanie przy pomocy systemu Sky Crane.

Dwa filmy, pierwszy o komunikacji z łazikiem, drugi o sterowaniu nim w drodze po powierzchni. Oba tłumaczą w prosty sposób, dlaczego nie było "transmisji w HD" z lądowania łazika, i dlaczego nie zasuwa po powierzchni po 20 km dziennie, a raczej czasem po 50, najczęściej po 5-10 metrów dziennie.

I ostatni z filmików, nie dotyczący kwestii technicznych, ale pytania które zadają wszyscy: W sumie to po co? Czy przekonuje nas że warto? Każdy musi sobie na to odpowiedzieć. Ja napiszę tylko krótko: moim zdaniem są inne argumenty niż ciekawość i wyświechtane porównanie do Kolumba.

Niemniej jednak, nie da się odmówić animacjom spójności, i prostego pomysłu. Im krótszy film, i węższy zakres materiału tym zgrabniej to wychodzi (dłuższy film o komunikacji sprawia wrażenie zawiłego). Świetny sposób na popularyzację tematu, w dobrym okresie – krótko przed i zaraz po głośnym lądowaniu MSL na Marsie.