祝融号漫步火星大地 照片为何比45年前海盗号模糊[图]

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中国天问一号火星探测器携带探测车祝融号于5月22日在火星乌托邦平原,安全驶离着陆平台,在10时40分到达火星表面,开始巡视探测;中方公布祝融号火星漫步最新图片。人们不免将仅有的两个国家中美拍到的火星本地照做比较。

中国官媒新华社引述中国国家航天局告知,天问一号任务的科学目标和研究对象包括:火星形貌与地质构造特征、火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构等。

国家航天局在5月19日公开了祝融号火星车传回的首张火星照片,当时祝融号正在开展的是驶离着陆平台、择机驶上火星表面的工作。

对于两批照片,有人发问,为何不如45年前美国海盗二号火星探测器拍得清楚——“这差距不止45年!”

在1975年,美国同时发射了两个火星探测器维京人一号(Viking-1)和维京人二号。Viking是北欧海盗,因此也被称为海盗号探测器。美国第一次发射的这两个探测器都成功降落在了火星表面,而在此之后,其他国家所有的火星着陆器全部折戟(苏联曾先于美国、非常短暂地降在火星上)。

此外,美国国家航空航天局(NASA)官网记录着,“海盗一号”探测器1976年7月20日在降落火星的第25秒就开始拍摄第一张黑白照片,用了4分钟扫描数据,当天传回照片;降落后的第二天,它又传回了一张火星的彩色照片,这种效率和成功至今没有探测器可以复制。

“海盗”究竟是怎么做到的?难道美国人已经掌握了外星科技?

有两个原因让海盗号清晰拍摄、快速传回火星照片。首先,NASA为了在火星上“拍照”,耗资2,000万美元打造了一款扫描相机,运用了苏联最先用在金星探测器上的技术,与照相的理念不同,海盗号是一个像素一个像素、逐行扫描,再把这些像素点回传到地球形成了图像。

从NASA官网具体数据来看,“海盗号”拍摄所有画面的垂直分辨率都是512像素,它的扫描仪反光镜每秒钟从上往下扫描5次,扫描仪底部的光敏二极管每次取512个点,将每个点光信号转化为6位代码传给译码器。

缺点是,海盗号拍摄图像时要缓慢地转动镜头一列一列地扫过去,所以只适合拍摄静止的物体,拍摄运动的物体就会变形。由于火星上除了沙尘没有活体物质,因此海盗号传回的照片看起来比较清晰。

毅力号火星探索的足迹(请点看大图):

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第二点原因也是和祝融号执行任务重要的一点区别是,海盗号着陆之后自身不能移动,它的任务只是观察和研究着陆点周围的小片区域,并且用大量时间一遍一遍地扫描周边图像。

一台造价2,000万美元的仪器,从道理上说,是应该能够将脚边两米范围内的东西拍清楚的。

相比之下,祝融用于拍摄传回照片的仪器是火星车前置避障相机,设置的主要目的并不是拍火星,而是在准备行进的过程中,拍摄前方的广角照片,判断远方的地形和近处的障碍,以检查、调整自己的状态,方便开展下一步的行动。

天问一号2021年2月穿梭在火星外太空(请点大图浏览):

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所以说,在美国海盗号成功着陆火星45年过去后,到火星上“观光”看景色到底好不好,壮不壮观,不再是中国火星车的侧重点,近半个世纪人类科研进步的巨人肩膀的高度,让中国科学家们能够将关注点放在让祝融号设备发挥出最大的科学价值上。

与此同时,祝融号上并不缺少高分辨率的相机,它携带着微成像相机能拍摄900纳米的细节,激光诱导击穿光谱仪能分辨240纳米的微小成分,这些不仅海盗号做不到,就连美国新发射的毅力号火星车也难以企及。

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