天问一号传回的首幅火星图像!

昨晚,国家航天局公布了天问一号传回的首幅火星图像,这是天问一号在距离火星约 220 万公里处拍下的景象。

中国人拍的首张「红色星球」高清照为什么是黑白的?

图中,包括阿茜达利亚平原、克律塞平原、子午高原、斯基亚帕雷利坑、水手谷在内的火星标志性地貌清晰可见。

中国人拍的首张「红色星球」高清照为什么是黑白的?

红色星球的「黑白照」背后

作为我国首个火星探测任务,天问一号自 2020 年 7 月 23 日成功发射以来备受关注,其传回「中国人拍的第一张火星近照」的消息迅速登上各大社交媒体热榜。

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《吕氏春秋•制乐》有云:

荧荧火光,离离乱惑。

火星外观荧荧似火,行踪捉摸不定,古人将其称为“荧惑”,认为它是战争、死亡的代表。

一直以来,我们将火星称为是红色星球,站在科学的角度,火星表面呈红色的原因在于其土壤富含氧化铁。

千百年来,这颗星球在人们心中颇具神秘感,而此次引发网友最多讨论的一个问题是:火星图像为什么不是红色的?

甚至于,网友们还开展了一场火星 PS 大赛。

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【图源微博@大国航天】

其实原因很简单——国家航天局相关人士表示,本次采用了黑白呈像。

即便如此,拍下这张照片,也用到了两大关键仪器。

据《中国航天报》报道,天问一号首先通过光学导航敏感器在浩瀚星空中找到火星,在测出相对角度后,控制天问一号精准指向火星,再用高分相机对火星进行拍摄。

这里所说的「光学导航敏感器」可以说是天问一号的眼睛,它基于光学探测原理,专门应用于空间环境,是一种获取航天器姿态或导航信息的敏感器。

此次天问一号上的光学导航敏感器由航天科技集团八院控制所研制,据《中国航天报》介绍:

它可在飞近火星的过程中通过对火星成像,利用火星图像计算火星的形心位置和视半径大小,结合估计算法获取探测器相对于火星的实时位置和速度信息。

此前,天问一号就曾利用这一敏感器,在距地球约 120 万公里处拍下了一张地月合影。

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「高分相机」的全称是高分辨率相机,研制单位为中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。

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据长春光机所介绍,这一相机:

采用了集光能力强、有效口径利用充分、光学传递函数高、杂光抑制能力强的长焦距大视场离轴光学系统;

通过碳纤维桁架实现了光学元件的位置保证和高轻量化的结构设计;

配置了五谱段 TDI CCD 和国产面阵探测器两种成像探测器,实现线阵推扫和面阵成像的兼容。

简单来讲,有了这一相机,天问一号就具备了获得火星表面真彩色融合图像及视频图像的能力,接下来天问一号自然还将传回更多火星的高清大片,我们期待一下。

火星探测“绕-落-巡”

作为中国深空探索的重要一步,天问一号已是世界领先的探测器之一——除了上述两大设备,天问一号此次的有效载荷涵盖着数台精密仪器。

结构上,天问一号探测器主要包括:

  • 一架轨道飞行器,置有探测火星地形地貌、岩石分布和气候变化的 7 台科学仪器(在火星车探测期间将作为通信中继器);
  • 一个着陆器,将完成进入大气减速下降、落火、延伸坡道等一系列动作,以便火星车驶向火星表面;
  • 一辆火星漫游车,置有 6 台科学仪器,将探测火星地下土壤分布和成分,并探究地下水是否有分布。

其中,火星车重量约 240 公斤,以太阳能电池为动力,设计寿命 90 天,但可正常使用 2-3 年。顶端有避障的全景相机和可识别矿物质成分的多光谱相机,另配有 4 个太阳能电池板、探测雷达、磁场探测仪和气象测量仪。

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上述三部分恰好对应着天问一号要完成的三项任务:其一,轨道飞行器环绕火星探测;其二,着陆器软着陆、进行定点探测;其三,火星车开始 90 多天的非定点巡视探测——也就是我们所说的“绕-落-巡”三步。

若任务顺利完成,这将是全球首次探测火星就实现软着陆的任务,中国必将跻身太空探索领域领先者之列。

路其漫漫,积跬致远

火星探测,绝非一蹴而就。

2016 年 1 月 11 日,中国火星探测任务正式立项,给 2020 年左右发射火星探测器的想法埋下了种子。

三年努力后,2019 年 10 月 11 日,中国火星探测器终于亮相;一个月后,中国火星探测任务也首次公开。

2020 年 4 月 24 日,第五个“中国航天日”,国家航天局正式宣布:

  • 我国行星探测任务命名为“天问”;
  • 我国首次火星探测任务命名为“天问一号”。
中国人拍的首张「红色星球」高清照为什么是黑白的?

【当天公布的我国首次火星探测标识“揽星九天”】

2020 年 7 月 23 日 12 时 41 分,海南文昌航天发射场,搭载着“天问一号”探测器的长征五号遥四运载火箭成功发射,我国首个火星探测任务开启,我国向着成为全球第三个降落在红色星球的国家的目标前进。

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自此,天问一号任务进展顺利,各系统状态保持良好,具体时间线经雷锋网整理如下:

  • 2020 年 7 月 27 日,地面人员控制天问一号在飞离地球约 120 万公里处回望地球,获取了地月合影。
  • 2020 年 8 月 2 日 7 时,在飞控团队控制下,天问一号完成第一次轨道中途修正。
  • 2020 年 8 月 28 日,天问一号已在轨飞行 36 天,飞行历程突破 1 亿公里。
  • 2020 年 9 月 20 日 23 时,在飞控团队控制下,天问一号完成第二次轨道中途修正。
  • 2020 年 10 月 1 日国庆节当天,国家航天局发布天问一号首次深空“自拍”。
  • 2020 年 10 月 9 日 23 时,在飞控团队控制下,天问一号完成一次深空机动。
  • 2020 年 10 月 28 日 22 时,在飞控团队控制下,天问一号完成第三次轨道中途修正。
  • 2020 年 11 月 17 日,天问一号已在轨飞行 116 天,飞行里程突破 3 亿公里。
  • 2021 年 1 月 3 日,天问一号已在轨飞行 163 天,飞行里程突破 4 亿公里。
中国人拍的首张「红色星球」高清照为什么是黑白的?

【深空机动轨道示意图】

中国人拍的首张「红色星球」高清照为什么是黑白的?

【天问一号和一面特殊材质的五星红旗自拍】

据国家航天局昨日消息,2021 年 2 月 5 日 20 时,天问一号顺利完成地火转移段第四次轨道中途修正,以确保按计划实施火星捕获。

国家航天局昨晚称:

截至目前,天问一号已在轨飞行约 197 天,距地球约 1.84 亿公里,距离火星约 110 万公里,飞行里程约 4.65 亿公里。

据航天博主“大国航天”的最新消息:

截至北京时间 2 月 6 日 9:40,天问一号到火星的距离约 978,666 公里。

火星,我们就要来了!

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