2024 年 2 月 17 日（日本時間），佳能將微型衛星 CE-SAT-IE 發射升空。

值得一提的是 #1：這顆光學衛星是由佳能電子與佳能相機開發部門共同自主研發，用於拍攝地球表面。

值得一提的是 #2：所搭載的相機是？一台特製版的 EOS R5。

您沒看錯。現在有一台 EOS R5 正在外太空繞行地球，拍攝極為細緻、高解析度的地表影像。

是的，EOS R5 不僅名符其實地能拍出「超越地表」的畫面，連字面意義上的「太空級」拍攝都辦得到！

 

1.之所以選用這台相機，是因為它具備高解析度能力

佳能電子的衛星 CE-SAT-1E 是一顆光學衛星，設計目的是從太空中拍攝地球表面。

他們需要一台能夠拍攝細緻影像與影片的高解析度相機，這對於製作地圖、災害預防，以及災後損害檢查都很有幫助。EOS R5 配備 4,500 萬畫素 CMOS 感光元件與 8K 30p 影片拍攝能力，性能與解析度取得最佳平衡，完全符合任務需求。

下方影片展示了更多由衛星上的 EOS R5 拍攝的照片與影片。是不是很驚人？

JPEG 處理速度同樣關鍵

從光學衛星將影像傳回地球的速度越快越好。每個影像檔案的大小會影響傳輸速度。

與多數其他光學衛星上需逐張處理並傳輸 RAW 檔的傳統相機不同，EOS R5 可即時產生 JPEG 與 CRAW 檔案，檔案大小比未壓縮 RAW 更小。 憑藉極為強大的 DIGIC X 影像處理器，即使在每秒高達 20 張的高速連拍下，也能完成這項處理。這讓 EOS R5 作為光學衛星相機具備明顯優勢。

 

2.足以承受火箭發射的嚴苛考驗

搭載 EOS R5 的 CE-SAT-1E 於 2024 年 2 月 17 日，從 JAXA 種子島宇宙中心，搭乘第二枚 H3 運載火箭（H3TF2）發射升空。

但在專案推進到這個階段之前，佳能工程師還需要解決幾個問題。

1.EOS R5 能承受實際發射條件嗎？

衛星及其所有設備在發射過程中都會經歷極大的加速度與震動。EOS R5 能撐過去嗎？

簡單來說，答案是肯定的——而且完全不需任何改裝！

事實上，EOS R5 的設計本身就能承受比火箭發射更嚴苛的環境。為了更保險，佳能開發團隊還進行了模擬實際發射條件的測試加以驗證。最終證實無需特別加強——EOS R5 本身就夠堅固！

2.在太空真空環境下會不會爆炸？

太空是真空狀態，沒有空氣可用於散熱。佳能開發團隊針對 EOS R5 做了幾項改造：

首先，將可能在真空中破裂的零件替換為其他材質。

接著，調整 EOS R5 的結構，讓熱能能夠導向機身並釋放到外部。這包含對感光元件模組進行固定——這是因為衛星上不會使用機身防手震功能（該功能需讓感光元件能自由移動）。

此外，還在 EOS R5 機背加裝金屬散熱板，以進一步提升散熱效率。

3.宇宙輻射

開發團隊根據多次對 EOS R5 進行輻射壓力測試所得的數據，設計了一層包覆式防護罩。這層防護罩僅有數毫米厚，並已安裝於衛星上。

時至今日，這台在太空中的 EOS R5 已經運作超過一年，依然保持正常運作狀態。

 

3.鏡頭：口徑 40 公分的反射式望遠鏡

CE-SAT-IE 微型衛星運行於約 670 公里高的軌道——遠遠超出您手上任何傳統相機鏡頭的拍攝範圍！ 太空中與 EOS R5 搭配的鏡頭必須同時具備下列條件：

- 能夠捕捉超長焦距畫面
- 覆蓋 EOS R5 的全片幅感光元件
- 能安裝於僅 50 x 50 x 80 公分、約等同一只大桶子的微型衛星上。

佳能電子的工程團隊為了達成這些目標，選擇採用 Cassegrain（卡塞格林）設計。雖然鏡筒本身相當短小，卻能實現極長的焦距，甚至能從 670 公里高空拉近拍攝跑道上的飛機！

為了支援 EOS R5 的高解析度需求，新一代反射式望遠鏡具備光學修正功能，確保優異的光學表現。鏡頭製作也運用了先進技術，不僅對玻璃元件進行精密研磨，還對包括主鏡在內的曲面反射鏡進行高精度拋光，而主鏡正是決定鏡頭性能的關鍵。

要讓自動對焦在反射式望遠鏡上運作並不容易…

一般相機鏡頭中，光線會穿過鏡頭光圈直接到達感光元件。

但在反射式望遠鏡中，光線會在到達感光元件前反射兩次。
第一次反射：來自中央有一個圓孔的甜甜圈狀主鏡。
第二次反射：來自次鏡的反射，將光線導向感光元件。

自動對焦系統運作時必須依賴光線。主鏡中央的孔洞讓對焦變得困難，因為沒有光線能穿過該處。

更具挑戰的是，反射式望遠鏡本身進光量就有限，因為其光圈值通常較高（也就是較暗）。

 

4.EOS R5 搭載的 Dual Pixel CMOS AF II 技術讓克服這些挑戰變得更容易

Dual Pixel CMOS AF 會利用影像感光元件上約 4,500 萬個像素中的每一個，來蒐集自動對焦運算所需的資訊。（深入了解 Dual Pixel CMOS AF 的運作原理。）

高密度像素結構取得的精確視差資訊，有助於 相位檢測 （即偵測與計算物體與相機之間的距離）。在日常情境下，即使在困難的情況下，也能實現快速且精確的自動對焦。

在太空中搭配反射式望遠鏡時，情況會更複雜一些，但能夠運用部分自動對焦技術仍然大有幫助。佳能相機開發團隊確認，技術上確實可將 Dual Pixel CMOS AF 應用於反射式望遠鏡。

 

5.目前對焦仍需由地面操作，但至少有 DPAF 資訊可供參考！

即使太空中的 EOS R5 配備了能在真空環境下正常運作並精確對焦的致動器，反射式望遠鏡的對焦機構尚未自動化，因此目前仍須由地面發送指令進行對焦。

回顧佳能 2017 年發射的首顆衛星（搭載 EOS 5D Mark III），當時的對焦指令是根據在太空中拍攝並傳回地面的參考影像來下達的。

然而，藉由 Dual Pixel CMOS AF II 技術的協助，衛星上的 EOS R5 能偵測並計算精確的對焦距離與所需調整量，為參考影像提供了寶貴的焦點位置數據，大幅提升了作業效率！

佳能工程師的目標，是未來能讓衛星上的自動對焦運作完全自動化。

 

6.未來展望

EOS R5 成功部署於太空，展現了消費型科技導入航太領域所能開啟的全新可能。能將商用技術應用於衛星，也代表衛星能更快速地導入最新的 EOS 技術與先進功能。

佳能電子與影像部門的跨部門合作，以及佳能重視多元人才與協作文化，是促成這項成就的關鍵。佳能也將持續發揮自身優勢，不斷精進技術。

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