中國科學家如何拍出火星全球彩色“寫真照”?
中新社合肥4月24日電 題:中國科學家如何拍出火星全球彩色“寫真照”?
中新社記者 馬帥莎
4月24日,中國首次火星探測成果——76米空間分辨率的火星全球彩色影像圖發(fā)布。這些火星彩色“寫真照”是如何拼接而成的?它的“出爐”有何世界意義?中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師張榮橋近日接受采訪,揭秘火星影像圖的背后故事。
歷時8個月實現(xiàn)火星表面全球覆蓋
此次發(fā)布的火星全球影像圖的數(shù)據(jù)來源于天問一號環(huán)繞器搭載的中分辨率相機。為了對火星表面實現(xiàn)全球覆蓋,環(huán)繞器于2021年11月至2022年7月,歷時8個月,對火星實施了284軌次遙感成像。
在天問一號任務(wù)中,環(huán)繞器“身兼數(shù)職”,分飾飛行器、通信器和探測器三大角色。當祝融號火星車成功著陸火星后,環(huán)繞器主要進行火星車的中繼通信,將火星車巡視探測獲取的科學數(shù)據(jù)傳回地球。
2021年8月15日,祝融號火星車完成90個火星日的探測任務(wù)??蒲袌F隊發(fā)現(xiàn),完成既定任務(wù)后的火星車依然狀態(tài)良好,于是決定讓火星車盡可能走得更遠,這就要求環(huán)繞器繼續(xù)服務(wù)于火星車巡視。為了讓環(huán)繞器在開展火星環(huán)繞探測的同時,兼顧火星車的中繼通信,科研團隊進一步優(yōu)化調(diào)整了環(huán)繞器軌道。張榮橋說,對于科研團隊來說,這具有一定風險,也是一種挑戰(zhàn)。
超10000塊“拼圖”無縫拼接
本次發(fā)布的影像圖包括火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖。密布的撞擊坑、狹長的裂谷、極區(qū)的白色“冰”原……從影像圖上,可以清晰地看到火星地形地貌。這些影像圖由天問一號環(huán)繞器中分辨率相機獲取的14757幅圖像拼接而成。
火星影像圖拼接是一項精細活,十分考驗科研人員的“手藝”,首先相鄰兩個軌道獲得的圖像之間不能有縫隙。張榮橋說,軌道控制不精準,出現(xiàn)縫隙是常有的事,一旦出現(xiàn)縫隙,回過頭來再彌補,就得等到下一個周期,也就是七八個月以后。
“同時,相鄰兩軌獲得的圖像也不能重疊太多,否則下一軌很有可能出現(xiàn)縫隙,因此我們的制圖要求是重疊15%,這就對環(huán)繞器運行的軌道控制提出了更高要求。”張榮橋說。
做到無縫拼接的同時,科研團隊也十分關(guān)注環(huán)繞器拍出來的圖像有無色差。張榮橋直言對影像圖的色彩很有自信,他透露,科研團隊利用環(huán)繞器上光譜分辨率更高的多光譜相機獲取的數(shù)據(jù),專門對影像圖進行了色彩校正。
為人類探測火星提供新的基礎(chǔ)底圖
據(jù)悉,天問一號任務(wù)攜帶的13臺載荷累計獲取原始科學數(shù)據(jù)1800GB,形成了標準數(shù)據(jù)產(chǎn)品。張榮橋說,早在2021年,中國官方就已開始向國內(nèi)的研究團隊按月滾動發(fā)布這些數(shù)據(jù)產(chǎn)品??蒲袌F隊通過對這些科學數(shù)據(jù)的研究,取得了一批原創(chuàng)性科學成果,并在《自然》《國家科學評論》等國內(nèi)外權(quán)威學術(shù)期刊發(fā)表。
包括當天發(fā)布的火星全球影像圖在內(nèi),天問一號任務(wù)獲取的科學探測數(shù)據(jù),將為人類深入認知火星作出中國貢獻。
在張榮橋看來,火星全球彩色影像圖的發(fā)布具有重要世界意義。他告訴記者,中國在首次火星探測任務(wù)的論證、立項、研制和在軌運行過程中,用的是國外的底圖?!叭缃瘢覀冇辛俗约旱幕鹦侨虿噬跋駡D,不僅為中國,也為世界同行開展火星探測工程和火星科學研究提供了質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖?!睆垬s橋說。(完)
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