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天問一号靠什麼探測火星

生活 更新时间:2025-01-18 09:56:35
天問一号傳回了火星照片!

要說我們最熟悉的地外行星,那一定非火星莫屬了。這顆覆蓋着鐵鏽紅色的星球圖片充斥各類媒體的版面,它的荒涼與貧瘠令人印象深刻,這些照片無一不是由外國探測器拍攝,美國火星探測器占了大多數。

天問一号靠什麼探測火星(什麼火星不是紅色)1

火星“标準照”

現在,我們中國人自己的火星探測器“天問一号”終于傳回了首張火星照片,這足以令人欣喜。然而仔細一瞧,這張照片不僅是黑白的,還有點朦胧,看起來很平淡,遠不如國外照片清晰震撼。聯想到網上流傳多年“攝像頭不行”的傳說,難道坐實了咱們照相機這塊短闆尚未補齊?

天問一号靠什麼探測火星(什麼火星不是紅色)2

天問一号的火星照片不怎麼清晰

超遠距離攝影

據中國國家航天局公布的數據,這張照片是天問一号距離火星220萬公裡時拍攝的,公布的照片像素達3000×3000,輪廓看起來相對清楚,隻是火星表面的細節模糊。為什麼會這樣?

其實我們隻要稍計算一下就能明白了,火星的平均半徑是3389.5公裡,照片寬度差不多覆蓋整個火星,拍攝距離220萬公裡,也就是說火星在鏡頭裡隻有0.18°,這是一個極小的角度

天問一号靠什麼探測火星(什麼火星不是紅色)3

火星照片的視角度隻有地球看月亮的三分之一

還是沒有概念?我們拿月球和太陽來做對比:從地球看月球,它的視角度大約是0.49°~0.55°範圍;近日點時太陽的視角度是0.54°,遠日點時看太陽約為0.52°。與此相比,天問一号拍攝火星時,它隻相當于我們從地球看月亮或太陽的三分之一大小。

在如此遙遠的距離裡要想把火星細節完全拍清楚,你需要一架天文望遠鏡。然而天問一号的星載相機并不是為超遠距離拍攝而設計的,它最主要的任務是從數百公裡的高空拍攝火星表面的圖像,同時為火星車确定最後着陸地點。天問一号搭載的高分相機在400公裡高度分辨率是2米,因此在220萬公裡距離将火星拍攝清楚是件不容易的事。

天問一号靠什麼探測火星(什麼火星不是紅色)4

天問一号正在接近火星

為什麼天問一号的照片是黑白的?

火星是什麼顔色?許多人會脫口而出:“紅色!”通過國外大量探測器發回來的火星表面照片,我們知道火星表面覆蓋着一層厚厚的鐵鏽色粉塵,這是由于火星地下大量鐵元素被噴射出來并且氧化的結果。

但實際上科學探測儀器發回第一手照片基本上是黑白灰,公衆看到的彩色宇宙圖片大多是科學家們P上去的彩色。這到底是為什麼呢?

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南蟹狀星雲在不同光譜下的圖像

與許多人想象的不同,天文學家們對黑白照片更感興趣,因為它們更有科學價值。打個比方:銀河系裡美麗的蟹狀星雲會發出絢麗的光,這些光傳遞出星雲中非常複雜的科學信息,因為不同物質在不同溫度下會向外發射不同波長的光子,這些光子顯示出不同顔色,我們隻有把顔色區分開來才能知道那裡到底有些什麼,否則就是一鍋粥。

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每一種物質都有其獨特的光譜

用于空間拍攝的照相機能以不同頻率拍攝同一片區域,這樣它每一張照片都顯示出此區域不同波長光的信息,這樣有利于科學家進行細緻的分析。而公衆大多是瞧熱鬧,大家更喜歡彩色照片,于是科學家需要把不同波長的圖片“染色”再将紅、黃、藍等顔色疊加在一起,這樣就變成一副絢麗的彩色照片了。

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蟹狀星雲照片其實是P出來的

為什麼國外發布的火星照片那麼清晰?

其實答案很簡單,他們離得近呗!天問一号第一張火星照片發布時,它已經從220萬公裡又向前飛了110萬公裡,等到探測器足夠接近火星,自然就能拍攝到更清晰的照片啦!

實際上,由于火星有一層稀薄大氣,即便你湊近拍攝火星全景照片,畫面依然不如你想象的那麼銳利。所有那些能清晰顯示火星地形地貌的圖片全都是探測器反複繞火星拍攝,然後再由地面人員将一張張馬賽克照片在計算機裡處理、拼貼而成,并非探測器“咔擦”一下拍成功。

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這張火星照片其實是一塊塊拼貼而成的

說了這麼多,最後做一個總結:

天問一号傳回第一張火星照片,它就是想借此告訴我們:我快到達火星了,并且沒有跑偏。在197天高速飛行了4.65億公裡之後,我們中國第一個探測器終于接近火星軌道并且看到了它。

天問一号傳回的是一張科學光譜圖片,這張照片沒有經過後期染色,所以是黑白圖像

在距離220萬公裡、視角僅0.18度的情況下,照片能如此清楚,說明天問一号搭載的高分相機性能不錯。當天問一号成功“刹車”環繞火星飛行、在火星表面成功着陸後,我們能更清晰地看到火星表面的圖像。

天問一号靠什麼探測火星(什麼火星不是紅色)9

未來我們也能拍到這樣的畫面

未來可期!

#科學燃計劃# #天問一号傳回首幅火星圖像#

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