パンカム

パンカム、すなわちパノラミック・カメラは、NASAの火星探査ミッション、マーズ・エクスプロレーション・ローバー（MER）で運用された探査車「スピリット」と「オポチュニティ」に装備された、重要な観測機器です。このシステムは、2台のカメラがペアとなって機能するステレオ方式を採用しており、火星の地表面を詳細に捉えるために設計されました。各カメラには、波長の異なる複数のフィルターを切り替えられる機能が備わっています。パンカムは、探査車のマストの先端にあるカメラバー両端に位置し、同じマストのナビカム外側に配置されました。Mini-TES（ミニチュア熱放射スペクトロメーター）と連携し、探査車周辺環境の広範な撮影に用いられました。

パンカムは高い解像度を持ちます。その角分解能は300マイクロラジアンで、これは人間の視力のおよそ3倍に相当します。2台のカメラで取得した画像を組み合わせることで、火星の風景を立体的に把握できるステレオ映像を生成可能です。また、これらの高解像度画像を合成し、非圧縮時には10ギガビットを超える膨大なデータ量を持つ、広大な火星のパノラマ画像を創り出すこともできました。2004年にスピリットが火星で撮影した画像は、当時、地球以外の惑星表面で得られたものとして最高の解像度でした。

技術的構成

パンカムのカメラに採用されているレンズは、3群3枚構成のクック・トリプレット方式で、焦点距離は43mmです。絞りはF値20に固定されており、この深い絞りによって、1.5メートルから無限遠まで、非常に広い範囲にピントが合った画像を撮影できます。視野角は縦横ともに16度、対角では22.5度で、35mmフルサイズカメラで109mm程度の中望遠レンズ使用時の画角に近いです。2台のカメラは約30cm間隔で設置され、マスト内部のスペース都合で、一方のカメラは上下が反転した状態で取り付けられています。

撮像センサーには、1024×2048ピクセルのフレーム転送型CCD（FT-CCD）が用いられています。これは、火星探査車に搭載された他のカメラでも共通の素子です。センサーの半分は、露光しないよう遮光された状態で、読み出し用の蓄積領域として機能します。このセンサーは前面照射型で、反射防止コーティングやUVカットコーティングは施されていません。製造はMitec社（現テレダイン・ダルサ）です。

信号処理は、Actel社製のFPGAであるRT1280が担当します。このFPGAは、CCDセンサーからのアナログ信号を12ビットのデジタル信号に変換するAD変換を含む、各種処理を実行します。

フィルターシステム

パンカムの左右それぞれのカメラ前面には、8つのスロットを持つフィルターホルダーが装備されています（L1-L8, R1-R8）。左カメラL1スロットはフィルターなし（739nm中心の広帯域通過）。L2からL8には、狭帯域パスフィルターが順に取り付けられています（波長は753nm、673nm、601nm、535nm、482nm、432nm、440nm）。右カメラR1からR8には、異なる波長のフィルターが装着されています（436nm、754nm、803nm、864nm、904nm、934nm、1009nm、880nm）。L8とR8は太陽光撮影用のNDフィルターです。L1, L8, R8を除く13スロットのフィルターは、近赤外線から近紫外線の波長域をカバーし、火星表面の鉱物や地質調査に活用されました。左右両側に440nm付近（L7とR1）および750nm付近（L2とR2）に同じ波長帯域のフィルターがあり、これらを組み合わせることで二色ステレオ映像を得ることもできました。各フィルターホイールはステッピングモーターで回転させられます。

校正用ターゲット

カメラシステムの一部として、カメラ校正用のターゲットが備えられていました。このターゲットには、火星の空の色を反映させる磨かれた表面、明暗基準の20%、40%、60%グレーチャート、四隅の色基準点（赤、黄、緑、青）が含まれます。色基準点の素材は、赤鉄鉱（赤）、針鉄鉱（黄）、酸化クロム（緑）、アルミン酸コバルト（青）です。この校正用ターゲットは、火星での時刻を知る日時計の役割も兼ねています。

パンカムは、その高い光学性能、多波長観測能力、ステレオ視機能により、火星の地形、地質、大気など多岐にわたる科学データの取得に貢献し、MERミッションの成功に不可欠な役割を果たしました。

もう一度検索