祝融號傳回火星照片, 竟不如45年前美國海盜號清晰, 這是真的?
“天問一號”著陸器降落
火星
,西方網友講了不少酸話,意思是看不到照片不能說明成功。儘管天問一號團隊透過“
祝融號
”火星車傳回的資料證明一切正常,但還是讓奉行“眼見為實”的朋友們等得心焦。
4天之後,祝融終於傳回了兩張照片,清楚地顯示著陸器穩穩地落在了火星北部的烏托邦平原,狀態良好。這時又有人指出,中國火星車拍照片遠不如45年前美國“海盜2號”火星探測器拍得清楚——“這差距不止45年!”
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兩張火星照片對比
果真如此?
從上面這張對比照片看,一個是黑白另一個是彩色,一個模糊一個清晰,確實能說明問題。45年前,美國的火星探測器能把照片拍這麼清楚,難道45年後中國探測器做不到?
要說牛,美國的技術水平也確實牛B。我們都知道在遙遠的火星著陸失敗的機率高達50%,但就在1975年,美國同時發射了兩個火星探測器Viking-1和Viking-2號。Viking是維京人,北歐海盜,因此被稱為“海盜號”探測器。美國第一次發射的這兩個探測器竟然都成功降落在了火星表面的不同位置,而在此之後,其它國家所有的火星著陸器全部折戟。
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卡爾·薩根與海盜號在美國“死亡谷”合影
“海盜1號”探測器在降落火星的第25秒就開始傳輸第一張黑白照片,4分鐘傳輸完畢;降落後的第二天,它又傳回了一張火星彩色照片,這種效率和成功至今沒有探測器可以複製。
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海盜1號傳回的兩張圖片
“海盜”究竟是怎麼做到的?難道當時美國人真的掌握了外星科技?
為了在火星上拍“照片”,NASA耗資2000萬美元打造了一款掃描
相機
,與我們今天所理解的照相技術不同,“海盜號”實際上是一個畫素一個畫素、一行一行地掃描,再把這些畫素點回傳到地球形成影象。這種辦法是蘇聯人最先用在金星探測器,美國科學家將其發揚光大了。
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海盜號相機掃描和傳輸原理
“海盜號”拍攝所有畫面的垂直解析度都是512畫素,它的掃描器反光鏡每秒鐘從上往下掃描5次,掃描器底部的光敏二極體每次取512個點,將每個點光訊號轉化為6位程式碼傳給譯碼器;相機的掃描速率與傳輸相同,都是16000位/秒,但“海盜號”高增益天線與地球之間的傳輸速率是250位/秒,因此著陸器拍攝的資訊會先存在容量為40M的磁帶機上再傳回地球。
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海盜號影象掃描器
由於掃描器每秒鐘只能掃描5列,每一列覆蓋的角度只有0。04°,因此“海盜號”拍攝影象時要緩慢地轉動鏡頭一列一列地掃過去,它只適合拍攝靜止的物體,運動的物體就會變形。如果你拿手機拍攝全景照片就會有同樣的感受:周圍行走的人要麼扭曲,要麼變成了兩個。好在火星上除了沙塵沒什麼是活動的,因此“海盜號”傳回的照片看起來比較清晰。
早期蘇聯的相機用的是長焦儀,美國則在1。9米到13。3米之間設計了四個焦段,在這個範圍內都能得到比較清晰的影象,既想清楚又要大畫面怎麼辦?那就來回多掃幾次,傳回地面後再把影象拼貼在一起就成了。今天哈勃太空望遠鏡拍攝的許多深空照片,其實都是由若干張“馬賽克”圖片拼貼而成。
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海盜2號全景拼貼照片
與後來的火星車以及中國的“祝融號”不同,“海盜號”著陸之後不能移動,它只能觀察和研究周圍那一小片區域,也有時間一遍一遍地掃描周邊的影象,透過時間和季節的變化發現不同。一臺花了2000萬美元打造的儀器,如果連腳邊兩米範圍內的東西都拍不清楚,那也太說不過去了。
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海盜2號著陸腿旁邊的石塊
你可能會說,時間過去了半個世紀,為什麼中國的“祝融號”拍的火星照片還是那麼模模糊糊呢?
因為祝融傳回來的這兩張照片,其主要目的並不是拍火星,而是檢查自己的狀態,以便開展下一步的行動。當然啦,透過公佈照片也讓某些別有用心者閉上臭嘴。比如說本文開頭天問一號的黑白照片,其實是由祝融號火星車前置避障相機拍攝的,這個相機的用途就是拍攝前方的廣角照片,用來判斷遠方地形和近處的障礙,而這第一張黑白照片主要是給地面控制中心提供參考,以便接下來讓火星車透過軌道駛離著陸器。
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照片主要檢查軌道和前方地形
天問一號傳回的第二張彩色照片也是火星車自我檢查的一部分,祝融號桅杆上導航相機將鏡頭焦點對準了火星車背部的太陽能電池板、集熱窗B和天線。至於說著陸器下邊的火星地面,等祝融號從著陸器坡道下來之後,有得是時間慢慢觀察研究。
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這是火星車的自檢照片
都說“外行看熱鬧,內行看門道”,作為一名吃瓜群眾,咱們關心的是火星上到底好不好看,壯不壯觀,有哪些新發現。而對於科學家團隊來說,國家花了那麼多錢製造出這臺科學裝置並且把它發射到火星上,他們需要讓這臺裝置發揮出最大的科學價值。祝融號上並不缺高解析度的相機,並且今天的相機與45年前完全是天壤之別。祝融號的微成像相機能拍攝900奈米的細節,鐳射誘導擊穿光譜儀能分辨240奈米的微小成分,這些不僅“海盜”做不到,就連美國新發射的“毅力號”火星車也難以企及。
總之,作為一個火星的新“客人”,祝融號已經做得很好,接下來它一定會有更多更驚豔的科學發現,咱們只需要及時送上掌聲就行了。
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