PHOTOGRAPHIER DANS ISS

Photographier l'espace a parcouru un long chemin depuis les missions Mercury dans les années 1960. Le seul équipement photographique de l'astronaute John Glenn dans la cabine Mercury Friendship 7 était un appareil dès plus simple chargé de films Kodack 35 mm. L'astronaute subira les foudres de la NASA pour son geste. La photographie spatiale n'est pas dans les priorités de l'agence spatiale. Heureusement, l'enthousiasme du public ira à l'encontre des idées reçues et les spectaculaires images de l'espace feront le tour du monde. Hasselblad sera l'appareil photo qui accompagnera les astronautes sur Gemini et Apollo jusqu'en 1975. Des décennies plus tard, les astronautes emportent avec eux toutes une armada d'appareils photos des plus simples ou plus complexe pour photographier et filmer l'espace, leur vaisseau et leur activité en orbite.   

Parmi les équipements emportés, le Nikon F4 35 mm SR avec ses objectifs, l'Hasselblad SLR, le Kodack Professional DCS 460 (qui accepte les objectifs Nikon). Ces appareils n'ont pas été modifié pour le Shuttle et ISS. Des Velcros ont été rajouté pour pouvoir les fixer sur les parois des vaisseaux et modules et éviter de les voir flotter autour d'eux. Chaque mission Shuttle emportait environ une centaine de film Kodack 35 mm et la moitié en 70 mm. Au retour sur terre, les films étaient développé au centre Johnson au Texas. Chaque négatif est ensuite  dupliqués une douzaine de fois, les originaux sont archivés et normalement plus utilisés. 

Les astronautes utilisent depuis plus de 30 ans, le début des vols habités des appareils photos classique tenus à la main. Depuis Mercury, 380 000 photos de la terre ont été prise au 1er février 2000, dont 376 000 depuis 1969. Chaque mission STS est l'occasion de p^rendre entre 1500 et 200 clichés.
En 1998, à l'age de 77 ans, l'astronaute John Glenn, devenu sénateur repart dans l'espace 36 ans après Mercury à bord de Discovery. Hasselblad est toujours à ses cotés. En tout, les vols STS emportaient 5 appareils photo Hasselblad 553ELS, autour de 50 magasins de films 70 mm et un choix d'objectifs Carl Zeiss de 50 à 250 mm. A cela s'ajoutait des appareils à viseur reflex RM2 spécialement développés pour un usage dans l'espace. Quelques différences existent entre les appareils destinés à aller dans l'espace et ceux utilisés au sol. La fonction TTL pour le flash a été enlevé et les lubrifiants conventionnel remplacé par des lubrifiants s'évaporant dans le vide à faible friction. Les revêtements en cuirs ont été remplacé par du métal.

En 2001, Discovery STS 105 emporte un nouvel Hasselblad dérivé du 203FE. Il utilise un film 70 mm perforé dont la bordure permet d'enregistrer l'heure de prise de vue de chaque photo ce qui permet d'identifier grâce aux ordinateur la position de la station dans l'espace et identifier la zone survoler au moiment de la photo. L'électronique de ces appareils a été modifié pour satisfaire les demandes spéciales de la NASA et la manipulation en orbite par les astronautes en scaphandre (objectif reconstruit avec des bagues sur-dimensionnées). 

Avec ISS, l'observation et les prises de vue continuent depuis novembre 2000. De part son altitude, 470 km et son orbite (51° d'inclinaison), la station survole 80% de la surface de la terre. Le module Destiny a été équipé d'un hublot de 50 cm de diamètre à haute qualité optique. Ce hublot pourra recevoir un rack d'équipement avec des caméras, scanners et appareils pour photographier la terre dans toutes les longueurs d'ondes et sous tous les angles. Les astronautes photographient la terre de leur propre initiative ou lors de programme demandés par les scientifiques au sol (architectes, océanographes, géologues, météorologue,...) 

NIKON DANS L'ESPACE

Nikon a toujours été dans l'espace depuis Apollo 15 (Nikon Photomic FTN) au coté d'Hasselblad. Dans les années 1980, le Nikon F3 proposant l'automatisme d'exposition chez les professionnels et autofocus sur les AF arrive sur le marché et est choisit par la NASA. 

Un des premiers et rare appareil photo numérique de l'époque, un Nikon F4 (autofocus automatique) est le premier à voler dans l'espace dans le Shuttle en septembre 1991. Cet appareil standard a été convertit en numérique en plaçant un capteur CCD monochrome derrière à la place du film. Il accepte des objectifs Nikon et Nikor, dont le 20 mm f2.8 AF, le 35-70 mm f2.8 AF, le 50 mm f1.2 et le 180 mm f2.8 AF utilisé sur la mission STS 48. Les images prises étaient monochrome avec 8 bits d'information par pixel (256 niveaux de gris) et stocké dans un disque dur externe. L'appareil volera sur STS 49, 53 et 56 entre autres missions.

En 1999 avec la mission STS 103 Discovery, la NASA emporte dans l'espace un Nikon F5 (sortie en 1996). 35 APN de ce type ont été commandé par la NASA avec 12 AF Nikkor 50mm f/1.4D, 12 AF Nikkor 35mm f/2D  et 8 AF Nikkor 28mm f/2.8D. Le F5 tiendra compagnie au F3 (focus manuel) utilisé pour les EVA et les F4 auto focus à l'intérieur des vaisseaux. 

Kodak a été un pionnier dans la fabrication et commercialisation des appareils reflex numériques et a lancé, depuis 1991, de nombreux modèles dénommés Kodak Professional DCS. Ces appareils sont construit à partir de capteurs CCD ou CMOS développés par Kodak sur la base de boîtiers Canon ou Nikon. La NASA utilise des appareils Nikon-Kodak numériques dans le Shuttle et la station ISS. Les photos prises sont envoyées au sol par liaison Ku. L'image au format propriétaire Kodak est convertie en jpg et mis à la disposition du public sur Internet.

Il y a beaucoup d'appareils photo et d'objectifs dans ISS. Une série de Nikon F5 avec objectif 180, 28 et 17-35 mm

Le Nikon 90 Kodak DCS 460 est un compact reflex 24 x 36 équipé d'un objectif 18-27 mm (1,3X). D'une masse de 1700 g, il a une sensibilité de 80 à 160 ISO (photo monochrome). Il permet de prendre 42 images dans une carte de 260 Mo. Il est mis en service en 1995.

Le Kodak DCS 660 est un reflex 24 x 36 de 6 millions de pixels (3040 x 2008) capable d'opérer avec une sensibilité de 80 à 200 ISO. Il est sortie en 1999. Sur ISS, il est équipé d'un 400 et d'un 800 mm

Le Kodak Professional DCS 760 Electronic Still Camera, vendu sur terre 7900 $ à l'époque est basé sur le corps du Nikon F5. Kodak reprend la recette déjà éprouvée avec les DCS 660, greffer sur un F5 traditionnel un dos numérique spécifique non amovible contenant le capteur et l'électronique  pour l'acquisition et le stockage des images. Elle a été mis en service en 2001 sur le vol STS 108. C'est un appareil de 6Méga pixel de résolution (3032 x 2008), avec afficheur LCD derrière, batteries au NiMH pesant 1800 g.   

En 1999, Nikon sort le premier reflex numérique professionnel industriel, le D1 (5500 $). Auparavant, les reflex numériques étaient des assemblages imparfaits de boîtiers (Nikon souvent) et d'électronique (Kodak par exemple). Le D1 est un reflex numérique FF 24 x 36 de 2 millions de pixels (2012 x 1324) avec un afficheur LCD derrière de 5 cm de large et une poigné de maintien comme le F5. Utilisé maintenant dans les vols Shuttle et ISS, il est aussi de la fête lors des EVA des astronautes. La NASA est équipée des dernières versions à 5 millions de pixels, 800 ISO et une vitesse d'obturation de 1/16 000 ) de seconde. 

L'astronaute Jeff Williams avec un Nikon D1 DSLR équipé d'un objectif 17-35mm F/2.8 Nikkor. Un objectif de 400 mm f2.8 est aussi disponible.

En 2005, la NASA utilise pour la première fois un flash SB800 pour photographier la carlingue de Discovery STS 114 sur un F5.

En 2007, la NASA commande 76 appareils photos numériques Nikon D2, 48 Nikon D2XS SLR lubrifiés avec de la graisse Braycote valider pour les conditions spatiales pour les EVA et 28 D2XS SLR. A cela s'ajoutent 225 batteries EN-EL4A rechargeable, 27 zoom Nikon 12-24 mm F4G ED-IF AF-S DX,12 Nikon 10.5MM F2.8G ED-IF AF DX FISH-EYE NIKKOR, 20 Nikon EH-6 AC ADAPTER, 33 flash Nikon SB800 graissés avec Braycotte (pour les EVA) et 31 Nikon SB-800 AF TTL SPEEDLIGHT. Ces appareils devront remplacer les Kodak DCS 760 (basés sur le F5). Les D2X sont des APN Full Frame (24x36) de 12 Mp, avec une sensibilité allant jusqu'à 1600 ISO et une cadence image de 7 à 12 images par seconde.

Lors du vol STS 124 en mai 2008, 6 Nikon D2XS (APC H de 12 Mp) sont utilisés sur ISS, avec 3 objectifs AF-S DX Zoom-Nikkor 12-24mm f/4G IF-ED et AF DX Fisheye-Nikkor 10.5mm f/2.8G ED et des flashs Speedlights SB-800. Ces APN ont servit pour photographier le réservoir externe lors de la séparation et la station après la séparation de l'Orbiter. 4 D2 sont restés dans la station.

2009, décembre, la NASA commande 11 boîtiers D3S (Full Frame de 12 Mp) et 7 objectif Nikkor 14-24 mm F2.8 ED. Ils seront utilisés avec les D2XS déjà à bord et les 35 objectifs Nikkor. A cette date, plus de 700 000 photos ont été faites par la NASA

2010, En février, un nouvel élément est ajouté à la station, la coupole. Fixé sur le Node 3 face à la terre, elle permet maintenant des vues extraordinaire de la surface du globe. Les 80 cm du hublot principal de la coupole améliorent les observations de la terre qui se faisait principalement à travers le hublot de 50 cm de Destiny.

Juin, les russes amènent du nouveau matériel photo sur ISS avec un Nikon D3S et deux D3X (Full Frame de 24 Mp), des objectifs Nikkor (400 mm F2.8, 600 mm F4), un flash SB 900, des téléconvertiseurs et des logiciels. Le matériel est apporté dans la station par le Soyouz TMA 19. Dans le segment russes se trouvent actuellement des boîtiers D2X, D200, D3X et divers objectifs Nikkor ainsi qu'un F5 à films. De son coté, la NASA a passé commande de 11 boîtiers D3S et 7 objectifs AF-S Nikkor 14-24mm f/2.8G ED.

Août, les premières images sont prises avec le D3 au cours du vol STS 131.

2011, Nespoli réalise les premières images en 3D avec une caméra Fujifilm FinePix REAL 3D W1 (double capteur CCD de 10Mp. En mai, après le retour de l'astronaute italien Nespoli, la NASA annonce qu'un boîtier D3X (et un Nikkor 24-100 mm) et une caméra vidéo ont été laissé dans le module orbital lors du retour sur terre. Seules les cartes mémoires ont été récupéré par l'astronautes montrant la séparation d'ISS. Une pratique courante chez les russes, le module orbital sert de "poubelle" avant la rentrée.

Préparation du D2Xs aux EVA avec rex Walheim STS 135. L'équipement sous la couverture thermique blanche est le flash SB 800 dans son boîtier personnalisé. Ce flash a besoin d'un logement spécial car il ne fonctionne pas correctement dans le vide de l'espace. Le boîtier maintient la pression de l'air afin que le flash fonctionne correctement. Il y aussi un support recouvert de couverture thermique blanche sur lequel est monté le boîtier et le flash. Après chaque sortie, l'appareil est examiné pour évaluer ses dommages. Selon son état, il pourra revoler L'environnement spatial est rude pour l'électronique (température de mois à plus 129°C). Le rayonnement endommage parfois le capteur. Parfois les dommages sont si grand que l'appareil ne revole plus.
Sur le boîtier, le SB 29 syn cord modifié qui sert pour l'autofocus en lumière réduite. Le D2Xs sur cette photo est le matériel d'entrainement qui a subit quelques modifications légère de firware. Ceux utiliser en vol ont en plus une modification du lubrifiant interne.

2012, juin, Don Petit montre la collection de DSLR à bord d'ISS. Tous les boîtiers sont des Nikon. Depuis 2009, l'équipage utilise des D3s et des D2x. L'astronaute a contacté Dave Etchells le fondateur de Imaging Resource pour essayer de trouver les caractéristiques de transmission spectrale de filtres RVB pour les boitiers D3 de la NASA. Nikon, considérant que ces informations sont la propriété de Etchells a mis Petit en relation avec un ingénieur qu'il avait rencontré à Tokyo lors du lancement du D3. L'ingénieur a pu aidé avec les bonnes personnes  chez Nikon pour que la NASA obtienne des informations détaillées dont elle avait besoin dans les conditions de non divulgation.

Don Pettit a réalisé une série de photos de l'atmosphère de la terre montrant les étoiles, les lumières des villes et les aurores boréales en HDR.

Photo longue exposition de Pettit montrant la trainé des étoiles et des villes depuis ISS. Cette image a été faite en combinant 18 images. "L'image de la trainée des étoiles a été faite avec un temps d'exposition de 10 à 15 mn. Cependant, avec les DSLR, 30 secondes est le maximum possible à cause de du détecteur de bruit électronique qui "enneige" l'image. Pour réaliser une exposition longue, comme les photographes astronomes, j'ai pris plusisuers photos de 30 secondes que j'ai ensuite combiné". Les taches bleus sont les éclairs dans le ciel.

Don Pettit:"Les légers reflets désagréables des hublots de la station peuvent ruiner l'esthétique des images prises la nuit aussi bien que l'observation. La lumière réfléchie par nos nombreux panneaux de contrôle et les écrans d'ordinateur est à peine perceptible jusqu'à ce que vous inspectez attentivement vos photos, généralement après le retour sur Terre quand il n'est pas possible de les refaire. Les réflexions sont aggravés par la conception même de nos hublots : quatre couches de verre qui en font 8 surfaces réfléchissantes parallèles. Pour les photographes, elles peuvent créer un tunnel de taches colorées qui se projette à l'infini , comme dans un palais de miroirs.

Pour éliminer ces réflexions, il faut prêter attention à de petits détails . Toute les sources de lumière même faible doivent être masqué. Même quand cela est fait , la lumière venant du Node 3 et 1 est suffisante pour gâcher une séquence nocturne d'images. Ensuite, il y a les toilettes , à proximité de la coupole, qui , occupées crée des rayons suffisamment pour gâcher une image. J'ai trouvé qu'il était possible d'entraîner les membres de l'équipoe à les utiliser dans l'obscurité. En dernier recours, je répands une série de chiffon sur la base de la coupole avec une ouverture suffisante seulement pour ma tête . Comme une projection aplatie d'un pull à col roulé , cette dernière barrière exclut effectivement les rayons parasites. Equipé de cette façon , dès que vos yeux deviennent ajustés pour la nuit , à la fois votre point de vue et vos images seront spectaculaires."

Le Nikon D3 avec sa couverture thermique

2013, la NASA va envoyer des boîtiers D4 et D800 sur ISS lors d'un prochain vol Progress.

2013, le 4 novembre, l'équipage 45 fête les 15 ans d'occupation de la station depuis l'expédition 1. A cette occasion, le Russe Oleg Kononenko pose devant l'impressionnate galerie de boitiers, objectifs et flash Nikon. Depuis 15 ans, plus de 2 500 000 images ont été prises.

LE PROGRAMME EARTHKAM

Le 6 mai 2001, la EarthKAM, ESC EarthKAM Electronic Still Camera est dans ISS. Elle est testée dans les semaines qui suivent et après un an de service 2000 images seront prises. EarthKAm est un programme sponsorisé par la NASA qui permettent aux étudiants de prendre des photos de la terre par requête sur internet. L'EarthKAM est un appareil photo numérique monté sur un bras mobile qui pointe à travers le hublot de 50 cm du module Destiny. Il sera par la suite montée sur une des charge utile du WORF (Window Observational Research Facility), un rack ISPR spécial qui sera équipé de senseurs, scanners et diverses caméras pour regarder la terre et qui sera placé devant le hublot. Les images prises par la EarthKAM permettent de suivre l'évolution de la vie de la terre, l'évolution de la flore, des continents, des pollutions et de les comparer à celle prise quelques années auparavant. Comme la majorité des appareils photographique, l'EarthKAM ne prend que des photos en lumière visible et de jour, donc sur les 45 minutes de jour de l'orbite. Pendant 5 ans (1994-2001), l'EarthKAM a été embarquée dans les vols Shuttle (STS 76, 81, 86, 89 et 99). Elle était montée par un astronaute sur un des hublots supérieur de l'Orbiter. Sur ISS, l'EarthKAM est monté contre le hublot de Destiny, relié à un ordinateur pour communiquer avec le centre de contrôle de Houston. Les étudiants qui étudient la terre, la géologie, la météo donnent des lieus à photographier en suivant la station dans l'espace en temps réel. Par internet, les demandes sont envoyées à l'université de Californie, San Diego, puis ou centre de Houston. Envoyés vers l'ordinateur qui gère la EarthKAM, les images sont alors programmées et prises le moment venu. Les images sont récupérées sur le serveur Internet de EarthKAM   

Les détails visible sur terre dépendent de plusieurs facteurs, comme le temps, la visibilité, et les objectifs utilisés. De l'orbite d'ISS, à 370 km d'altitude, on peut voir des détails de 8 m avec un objectif de 250 mm.

HDTV High Definition Television

La télévision HD ou haute définition permet sur un écran 16:9 d'avoir des images 5 fois plus détaillées (1280x720 pixels) que les images traditionnelles TV codées en NTSC (standard couleur aux USA). En 1990, STS 32 est la première mission dont le lancement a été filmé par 4 caméras HD en coopération avec la NHK. Les détails sont si fins que l'on peut voir le dessin des tuiles thermiques sur Columbia. Malgré ce succès, l'équipement HD caméra et télévision est relativement lourd (200 kg) et gourmant en énergie (2000 W) pour voyager dans l'Orbiter. 

Un système portable est développé pesant seulement 55 kg et consommant 450 W. Mais il faudra attendre le développement des Compact Camcoder pour les voir voler dans le Shuttle. Au jeux olympiques de 1998, la HDCAM est utilisé. Elle ne pèse que 8 kg, consomme 40W et permet d'enregistrer 40 minutes sur une cassette.

Avec l'arrivée du module logistique Spacehab, la place est faite pour tester la HDTV dans l'espace. La mission historique de John Glenn en novembre 1998 STS 95 est la première à ramener des images HD de l'espace, la HDCAM est opéré par l'astronaute japonais Chiaki Mukai. Les 40 minutes de film ramenés sur terre durant les 7 jours de la mission sont d'une exceptionnelle beauté malgré quelques défauts dus à la très grande sensibilité des films aux radiations cosmiques. un problème que la NHK résoudra rapidement pour STS 93. Une HDCAM plus compacte vole sur STS 99 en février 2000 avec le japonais Mohri. Elle est équipé d'un autofocus et une durée de vie de un an dans ISS. 

Au cours des différentes phases de la mission STS 93 (lancement , atterrissage et en vol), des images de références sont prises par une caméra HD et analogiques NTSC dans un but de montrer les différences (expérience DTO-700-17A).

Le 10 novembre 2006, la NASA fait sa première retransmission HD depuis l'espace avec l'équipage ISS 14 pour le Discovery HD Theater, réseau NHK japonais et Discovery Channel. Le projet instauré en 2002 a été repoussé après l'accident de Columbia. C'est Thomas Reiter qui tient la caméra et Michael Lopez-Alegria qui parle. L'image envoyait est 6 fois plus détaillé que l'image analogique. l'équipement a été livré par Atlantis en septembre .  

LA STATION I.S.S