Nikon w badaniach kosmosu

Nazwa ,,Nikon” jest dzisiaj synonimem profesjonalnej fotografii, ale warto wiedzieć, że produkowane przez Nikona instrumenty optyczne były (i są aktualnie) wykorzystywane w badaniach kosmosu.  W bieżącym roku obchodzone jest 100-lecia korporacji Nikon. Jej historia sięga bowiem 25 lipca 1917 r. kiedy to w wyniku połączenia  trzech producentów sprzętu optycznego (Tokyo Keiki Seisaku Sho, Fuji Lens Seizo Sho i Iwaki Glass Manufacturing) została utworzona nowa firma pod nazwą: Nippon Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha (Japońskie Towarzystwo Optyczne Tokio, Spółka Akcyjna). W 1974 roku firma ta została przekształcona w aktualnie działającą korporację (Nikon Corporation).

Początkowo firma produkowała prosty sprzęt optyczny na potrzeby japońskiej floty (lornetki porropryzmatyczne, dalmierze i  peryskopy). W latach trzydziestych ubiegłego wieku firma wprowadziła na rynek doskonały obiektyw Aero-NIKKOR 18 cm f/4.5, który nadawał się do sporządzania map z wykorzystaniem zdjęć lotniczych.  Na rynku aparatów fotograficznych firma zadebiutowała po II wojnie światowej, kiedy nie mogła już produkować instrumentów optycznych dla armii. Przełomowym rokiem był 1946, kiedy zapadła decyzja o stworzeniu i testowaniu małoobrazkowego aparatu fotograficznego. W ten sposób w 1948 roku powstał Nikon I, który stworzył podstawy dla dominacji  w nowym segmencie rynku optycznego. Aparaty te okazały się tak dobre, że fotoreporterzy wojenni relacjonujący wojnę w Korei  uznali  wyższość Nikona nad uznanymi modelami taki marek jak Leica i Contax. Idąc za ciosem Nikon opracował model lustrzanki jednoobiektywowej, która stała się później głównym standardem profesjonalnej fotografii. Był to słynny Nikon F.

Pierwsza jednoobiektywowa lustrzanka Nikona z mocowaniem F (1959), która została wyprodukowna  w rekorodowej jak na owe czasy liczbie prawie miliona egzemplarzy!

Seven “Nikon Firsts”

Od lat 50-tych ubiegłego wieku rosła popularność aparatów fotograficznych Nikona wspierana ich rosnącą niezawodnością. Nic dziwnego, że na zamówienie NASA została wyprodukowna lustrzanka (Nikon Photomic FT_N), która była wykorzystana  (1971)w misji Apollo 15.  Współcześnie to głównie lustrzanki Nikona  są wykorzystywane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) do fotografowania ziemskich obiektów z kosmosu.

W 1972 roku Nikon zbudował trzeci co do  wielkości w ówczesnym świecie koronograf (25 cm apertura) pięknie rozwijając japońską tradycję budowy tych instrumentów zapoczątkowaną w latach 30-tych ubiegłego wieku przez Masao Notuki. Dzisiaj  produkuje się o wiele potężniesze instrumenty, ale w owym czasie był to imponujacy przyrząd  do obserwacji korony słonecznej.Instrument ten był z powodzeniem wykorzystywany przez heliofizyków w latach 80-tych i 90-tych ubiegłego wieku.

25cm coudé-type coronagraph

Teleskop Subaru, pracujacy na Hawajach na wysokości 4139 m n.p.m., którego budowa została zakończona w 2000 roku został wyposażony w dwa instrumenty optyczne wyprodukowane przez Nikona. Pierwszy z tych przyrządów to  spektrograf działający w zakresie światła widzialnego (High Dispersion Spectrograph, HDS), drugi to  aparat i spektrograf działający w zakresie światła widzialnego z możliwością rejestracji widm 100 obiektów naraz (Faint Object Camera And Spectrograph, FOCAS). To właśnie przy pomocy HDS-u została w 2008 roku odkryta planeta ekstrasolarna HAT-P-7b (Kepler-2b), która  porusza się po orbicie ruchem wstecznym. Do wyjaśnienienia tego fenomenu wykorzystuje się tzw. mechanizm Lidova-Kozai. Dzięki instrumentowi HDS w 2005 roku zostały odkryte gwiazdy z najmnieszą zawartością żelaza. Z kolei instrument FOCAS pozwolił na odkrycie jednej z najbardziej odległych galaktyk (Himiko). Późniejsze obserwacje prowadzone przy pomocy teleskopów ALMA oraz HST pozwoliły pogłębić tę interpreetację. Aktualnie sądzi się, że bańka zjonizowanego gazu, znana jako  „Himiko” mieści w sobie trzy wielkie galaktyki, które są podobnej wielkości jak „Droga Mleczna”. Galaktyki te miały się ukształtować ok. 800 mln lat po tzw. Wielkim Wybuchu. Odkrycie to jest źródłem wielu anomalii, które trudno będzie usunąć astrofizykom w najbliższym czasie.

Nikon miał swój udział także w kompletowaniu wyposażania dla takich misji kosmicznych jak DAICHI  Advanced Land Observing Satellite (ALOS),  AKARI (ASTRO-F) (2006) i AKATSUKI Venus Climate Orbiter (VCO) (2010). Satelita AKATSUKI  znalazł się na orbicie Wenus dopiero w grudniu 2015 roku, po nieudanej próbie umieszczenia go na orbicie tej planety w grudniu 2010 roku. Jednym z celów naukowych misji jest monitorowanie wyładowań elektrycznych w atmosferze Wenus i badanie światła rozproszonego. Główne instrumenty badawcze sondy to kamery podczerwieni i ultrafioletu oraz kamera do obrazowania błyskawic i poświaty atmosfery Lightning and Airglow Camera (LAC). Wszystkie te instrumenty  zostały wyprodukowane w zakładach Nikona. W styczniu br. zespół japońskich naukowców donosił o odkryciu struktur w kształcie łuku w górnych warstwach atmosfery Wenus. Odkrycie to było możliwe dzięki wyprodukowanym przez Nikona instrumentom badawczym sondy AKATSUKI.

Nikon’s Four Optical Systems Were Used by the Spacecraft AKATSUKI to Successfully Capture Images of Venus

CG image: AKATSUKI capturing images of Venus

Satelita HISAKI  Spectroscopic Planet Observatory for Recognition of Interaction of Atmosphere (SPRINT-A) (2013), którego głównym instrumentem badawczym jest  spektrometr działajacy w zakresie ultrafioletu przeciera szlaki dla nowych technologicznych standardów.  Jednym z celów misji  jest bliższe zbadanie księżyca Jowisza Io, ale głównym celem jest obserwacja atmosfer planetarnych Wenus i Marsa. Nowe standardy technologiczne wyrażają się m.in. w tym, że automatyka rakiety nośnej (H-2A) była częściowo kontrolowana  przez sztuczną inteligencję (monitoring parametrów lotu). Dzięki temu obsługa lotu została zredukowana do ośmiu kontrolerów. Istone jest jednak to, że dzięki  instrumentom badawczym sondy udało się ustalić wpływ wiatru słonecznego na wewnętrzną magnetosferę Jowisza. Poprzednio sądzono, że takie oddziaływanie jest zaniedbywalnie małe.  Stały monitoring emisji promieniowania ultrafioletowego z księżyca Jowisza Io do wewnętrznej magnetosfery Jowisza prowadzony był przez trzy miesiące od grudnia 2013 r. do marca 2014 r. Opracowanie danych i publikacja wyników zajęło uczonym (Go Murakami et al.) prawie dwa lata. Uczeni sugerują, że wyjaśnienie wyników obserwacji jest możliwe dzięki istnieniu wewnętrznego pola elektrycznego, ale nie mają odpowiedzi na pytanie jakie zjawiska fizyczne mogłyby generować takie pole.

Response of Jupiter’s inner magnetosphere to the solar wind derived from extreme ultraviolet monitoring of the Io plasma torus (Geophysical Research Letters)  

Sonda HISAKI przy wsparciu staelitarnych teleskopów pracujących w zakresie promieniowania rentgenowskiego (Chandler X-ray telescope, XMM Newton) obserowała zorze polarne na Jowiszu. Obserwacje potwierdziły znany z Ziemi wpływ wiatru słonecznego na intensywność tego zjawiska.

Solar Wind Induces Jupiter’s X-ray Aurora (ISAS)