Curiosity ถ่ายเซลฟียังไงให้ไม่เห็นแขน เบื้องหลังไม้เซลฟี่ที่แพงที่สุดในโลก



ในโลกที่เราทุกคนใคร ๆ ก็ Selfie ได้ด้วยกล้องมือถือ แต่ยานอวกาศราคากว่าสี่หมื่นล้านบาทของ NASA ที่หนึ่งในอุปกรณ์หรือ Instrument ที่ติดขึ้นไปกับมันมีชื่อว่า Mars Hand Lens Imager ทำให้ภาพ Selfie บนดาวอังคารของมัน อาจจะเป็นภาพ Selfie ที่มีมูลค่าสูงที่สุดในโลก แม้จะไม่ได้เป็นการทดลองทางวิทยาศาสตร์ แต่การถ่ายภาพ Selfie นั้นช่วยให้เราได้เห็นยาน Curiosity ทั้งลำและสร้างความตื่นตาตื่นใจให้กับคนบนโลก

หน้าตาของ Mars Hand Lens Imager ถ่ายด้วยกล้อง MASTCAM กล้องอีกตัวนึงที่เป็นเหมือนดวงตาหลักให้กับ Curiosity ที่มา – NASA/JPL

อันที่จริง Mars Hand Lens Imager นั้นไม่ได้ออกแบบมาสำหรับ Selfie อย่างเดียว มันเป็นกล้องแบบ True Color ที่มีความละเอียด  1600×1200 Pixel ซึ่งเอาเข้าจริง ๆ ก็มีความละเอียดน้อยกว่ากล้องหน้าของ iPhone XR ด้วยซ้ำ มันสามารถถ่ายวิดีโอความละเอียดแค่ HD 720p ด้วย Frame Rate อยู่ที่ 7 FPS เท่านั้น ซึ่งถ้าดูจากเสป็คประมาณนี้ ก็เหมือนว่ามันจะเป็นแค่กล้องกาก ๆ ตัวหนึ่ง แต่ถ้าเราลองดูภาพถ่ายที่ได้จากกล้อง MHLI นั้น ความรู้สึกที่ได้อาจจะเปลี่ยนไป

ยาน Curiosity ถ่าย Selfie ณ วันที่ 15 มกราคม 2019 ณ บริเวณที่มีชื่อว่า Vera Rubin Ridge ที่มา – NASA/JPL

Curiosity เพิ่งส่งภาพถ่าย Selfie ล่าสุด จาก Vera Rubin Ridge ในวันภารกิจที่ 2,291 ของมัน หลังจากที่เดินทางไปลงจอดบนดาวอังคารตั้งแต่เดือนสิงหาคมปี 2012 ภาพนี้ถ่ายหลังจากที่มันเจาะรูบนพื้นเพื่อนำตัวอย่างชั้นหินบนดาวอังคารมาศึกษา เทคนิคการเจาะนี้เป็นเทคนิคการเจาะแบบใหม่ เนื่องจากระบบการเจาะแบบเดิมพัง ทำให้วิศวกรต้องเขียนโปรแกรมให้ยานสามารถใช้แขนกลในการกดลงไปแทนที่ระบบกดแบบเดิมที่ติดตั้งอยู่ ณ ปลายแขนพังเมื่อปีที่ผ่านมา สำหรับมุมนี้ก็ดูเหมือนว่าจะเป็นมุมประจำของมัน เพราะจากที่ผ่านมา มันได้ถ่ายภาพในมุมเดิมนี้มาแล้วไม่ต่ำกว่า 6 ภาพ ในแต่ละจุดที่แตกต่างกัน แล้วแต่ว่าเดินทางไปทำงานที่ตรงไหน ซึ่งภาพ ณ Vera Rubin Ridge ณ Sol (วันบนดาวอังคาร) ที่ 2,291 ก็คือภาพถ่ายล่าสุดของมัน เมื่อเห็นภาพถ่ายพวกนี้แล้ว เราก็อาจจะสงสัยว่า ในเมื่อวิธีการถ่ายมันคือ Selfie แล้วทำไม เราจึงไม่เห็นแขนของกล้องหรือไม้ Selfie แม้จะเห็น แต่ก็ไม่ได้ยื่นออกมาจนสุด จนเหมือนกับว่า มีคนเดินไปถ่ายภาพพวกนี้ด้วยตัวเอง ไม่ได้เป็นภาพ Selfie ซึ่งแน่นอนว่าไม้เซลฟี่ที่อาจจะมีราคาสูงที่สุดเท่าที่เคยทำมานั้น คงไม่ยอมใช้เทคนิคธรรมดา ๆ เหมือนเรา Selfie ด้วยกล้องบน iPhone ของเราแน่ ๆ

เซลฟี่อย่างไรไม่เห็นแขน

ถ้าให้อธิบายแบบง่าย ๆ ที่สุดเลยก็คือ MHLI ใช้วิธีการถ่ายภาพหลาย ๆ ภาพแล้วเอาภาพมาต่อกัน ทำให้สามารถลบแขนออกจากภาพถ่ายได้ แต่ถ้าคำตอบแค่นี้ไม่สะใจ เราก็พร้อมจัดเต็มเทคนิคการถ่ายภาพของมันอธิบายให้ได้ฟังกัน มันเริ่มต้นที่ว่า จริง ๆ แล้วการจะ Selfie เห็นไม่หรือไม่เห็นไม้ มันไม่ใช่เรื่องใหญ่หรือคอขาดบาดตายอะไรขนาดนั้น ต่อให้เห็นไม้วิศวกรก็ไม่ได้ถูกไล่ออกหรอก เพียงแต่ว่า กล้อง MHLI นั้นเป็นกล้องถ่ายภาพที่มีมุมถ่ายแคบ จึงไม่สามารถถ่ายตัว Curiosity ทั้งลำได้ด้วยการถ่ายช็อตเดียว หรือแขน Selfie ของกล้อง มันสั้นไปก็เป็นอีกเหตุผลนึง ทำให้ถ้าจะ Selfie ให้เห็นทั้งลำ ต้องถ่ายหลาย ๆ ภาพแล้วมาประกอบกัน ให้เรานึกภาพว่าเรากำลังถ่าย Story IG แล้วเห็นเพื่อนไม่ครบ เราก็ต้องหันกล้องส่ายไปมาเพื่อเก็บทุกคนให้ครบ

ดังนั้นถามว่า มันถูกออกแบบมาให้ถ่าย Selfie ไม่เห็นแขนจริง ๆ ไหม คำตอบก็คือ “ไม่” ถ้าเราดูภาพถ่ายแบบ Raw Image ที่ไม่ได้ผ่านการปรับทั้งจากอัลกอริทึมและการปรับแต่งโดยซอฟแวร์ เราจะพบว่าก็มีแขนของไม้ Selfie หลุดมาให้เราเห็นบ้าง แต่จะกลายเป็นว่า คนก็จะงงว่า เอ๊ะ! อันนี้มันคือเชี่ยอะไรวะ วิศวกร JPL จึงได้มีการตัดออกไปด้วยซอฟแวร์ (ก็เอาภาพจากมุมอื่นมาซ้อนทับนั่นแหละ)

ภาพนี้เป็นหนึ่งในภาพถ่ายย่อยหลายสิบภาพที่เอามารวมกันเป็น Selfie เราจะเห็นแท่งสีขาว ๆ บนซ้ายของภาพ อันนั้นคือไม้ Selfie ก่อนถูกตัดออกในภาพจริง ที่มา – NASA/JPL

ดังนั้นถ้าเราได้เห็นภาพถ่ายแบบย่อย ๆ ของภาพที่เอามาประกอบกันเป็น Selfie เราจะเห็นว่าแขนของกล้องยังปรากฏให้เห็นอยู่บ้าง แต่พอเป็นภาพที่ถ่ายเรียบร้อยแล้ว มันจะถูกซ้อนทับด้วยอัลกอริทึมการ Process ภาพถ่ายเหมือนกับว่าไม่มีส่วนไม้ Selfie อยู่จริง สรุปเลยก็คือ NASA และ JPL ไม่ได้ออกแบบ Curiosity ให้สามารถถ่าย Selfie แบบไม่มีแขน แต่เนื่องจากข้อจำกัดด้านความยาวของไม้ Selfie ทำให้มันต้องถ่ายภาพหลาย ๆ ภาพจากหลาย ๆ มุม และด้วยแขนของกล้องที่สามารถหมุนได้ 180 องศา ทำให้เราสามารถสร้างภาพถ่ายแบบ 360 องศาเสมือนจริงบนดาวอังคารได้ ส่วนแขน Selfie นั้นถูกตัดออกในภายหลังด้วยซอฟแวร์ประมวลผล

หน้าที่ของ MHLI และ MASTCAM กล้องอีกตัว

จริง ๆ แล้วนอกจากภาพถ่าย Selfie แล้ว ตัวกล้อง MHLI นั้นก็เป็นกล้องอเนกประสงค์ที่น่าสนใจอยู่พอสมควร เพราะไม่ใช่แค่ถ่ายภาพสวย ๆ แต่มันถูกใช้ตรวจสอบความเรียบร้อยของตัวยานเองว่ากำลังเคลื่อนที่ไปเจออะไร อุปกรณ์ตัวไหนอยู่ในสภาพไม่สมบูรณ์หรือเปล่า หรือขับเคลื่อนไปติดกับอะไร ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์บนโลกสามารถตั้งโปรแกรมการทำงานของมันได้ถูก

ภาพนี้ถ่ายเมื่อเดือนสิงหาคมปี 2016 เพื่อดูความเสียหายที่เกิดกับล้อของตัว Rover ที่มา – NASA/JPL

ตอนที่ยาน Curiosity ได้รับความเสียหายบริเวณล้อ กล้อง MHLI  ก็ได้ถูกใช้นำมาส่องดูว่าอาการเป็นอย่างไรบ้าง ดังนั้น MHLI จึงเปรียบเสมือนเป็นดวงตาและกระจกในเวลาเดียวกัน ให้ Curiosity ได้ใช้ประเมินตัวเองว่ามันยังไหวอยู่หรือเปล่าสำหรับภารกิจต่าง ๆ

กล้อง MHLI นั้นอย่างที่เราพอจะเดาออกกันว่าไม่ใช่กล้องตัวเดียวบน Curiosity แน่ ๆ เพราะมีกล้องหลักอีกตัวชื่อ MASTCAM ซึ่ง MASTCAM ติดตั้งอยู่บน “คอ” ของตัว Rover เป็นเหมือนกับหัวของมันเลยถ้าคิดว่ามันคือหุ่นยนต์ MASTCAM นั้นมีความซับซ้อนกว่าทั้งกลไกลการโฟกัส เลนส์ และระบบ Optical ต่าง ๆ ทำให้มันสามารถถ่ายภาพที่น่าทึ่งอย่างการเกิดอุปราคาของดวงจันทร์โฟบอสของดาวอังคาร ตัดผ่านหน้าดวงอาทิตย์ได้อย่างพอดิบพอดีในปี 2013

สุริยุปราคาบนดาวอังคารที่เกิดจากดวงจันทร์โฟบอส ถ่ายโดย MASTCAM ที่มา – NASA/JPL

แต่สุดท้ายแล้ว ไม่ว่าจะ MASTCAM หรือ MHLI หน้าที่ของมันนั้นแตกต่างกัน ไม่มีกล้องตัวไหนที่เรียกได้เต็มปากว่าเป็นกล้องหลักหรือกล้องรอง เพราะทั้งสองก็ต่างทำหน้าที่ได้ดีตามที่มันออกแบบมาให้ทำ ดังนั้นบทพิสูจน์ที่ชัดเจนที่สุดเลยก็คือ กล้องทั้ง 2 รูปแบบ ที่จะได้รับการอัพเกรดให้ดีขึ้นไปอีกนั้น จะได้รับการติดตั้งบนยาน Mars 2020 ที่จะเดินทางไปลงจอดบนดาวอังคารในปีหน้า ที่หน้าตามันก็จะเหมือนยานแฝด Curiosity แฝดพี่แท้ ๆ ของมันเลย

นอกจากบนโลกแล้ว ก็พูดได้ว่ามีดาวอังคารนี่แหละ ที่เราสามารถเห็นภาพถ่ายบนพื้นผิวของมันได้อย่างชัดเจนที่สุด มนุษย์ในอดีตคงนึกไม่ถึงว่าจากดาวที่เป็นแค่จุดสีแดงบนท้องฟ้า ทุกวันนี้ เราจะเห็นมันชัดในระดับเม็ดดินต่อเม็ดดิน และเดาได้ว่าเราจะรู้จักดาวเคราะห์แดงนี้ดีขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงวันหนึ่งที่เราอาจจะได้มีโอกาสเดินทางไปหามันและสัมผัสมันด้วยมือของเราเอง

อ้างอิง 

Curiosity’s Mars Hand Lens Imager (MAHLI) Investigation

Mars Hand Lens Imager Raw Image

JPL – Mars Hand Lens Imager (MAHLI)

NASA – FY2010 budget