“天問一號”傳回高清火星照 “煉”就這雙“眼睛”難度有多大?

昨天，國家航天局發布了三幅由我國首次火星探測任務“天問一號”探測器拍攝的高清火星影像圖，包括兩幅全色圖像和一幅彩色圖像。

全色圖像由高分辨率相機在距離火星表面約330千米至350千米高度拍攝，分辨率約0.7米，成像區域內火星表面小型環形坑、山脊、沙丘等地貌清晰可見。據測算，圖中最大撞擊坑的直徑約620米。彩色圖像由中分辨率相機拍攝，畫面為火星北極區域。

2月26日起，“天問一號”在停泊軌道開展科學探測，環繞器高分辨率相機、中分辨率相機、礦物光譜儀等科學載荷陸續開機，獲取科學數據。環繞器上的高分辨率相機配置兩種成像探測器，能夠實現線陣推掃和面陣成像，對重點區域地形地貌開展精細觀測。中分辨率相機具備自動曝光和遙控調節曝光功能，能夠繪制火星全球遙感影像圖，進行火星地形地貌及其變化的探測。按照計劃，“天問一號”將在今年5月至6月擇機實施火星著陸，開展巡視探測。

揭秘

兩幅全色圖像是誰拍的?

我國首次火星探測任務“天問一號”探測器發射升空以來，已飛行200多天。3月4日，國家航天局發布3幅“天問一號”探測器拍攝的高清火星影像圖，其中2幅全色圖像由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研發的火星高分辨率相機拍攝。

日前，記者走進中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，采訪火星高分辨率相機研制項目團隊，探秘這一用來細致觀察火星的“火眼金睛”是如何“煉”成的。

“高分辨率相機是火星探測器的重要載荷。”高分辨率相機主任設計師董吉洪說，此次探測任務的工程目標是實現火星環繞探測和巡視探測，獲取火星探測科學數據，而高分辨率相機搭載在環繞器上，主要用于對火星表面進行成像。

探測器如何煉成“火眼金睛”?

董吉洪說，火星高分辨率相機如同火星探測器的眼睛。“煉”就這雙“慧眼”，是光學、機械、熱控、電子學、軟件等多學科共同協作的結果。

比如，在光學系統方面，相機采用了長焦距大視場離軸三反光學系統，成像分辨率可達到亞米級，相當于站在長春可以觀測分辨出沈陽街道上行駛的車是兩廂還是三廂。

再比如，為了使這雙“眼睛”質量輕且具有高穩定性，高分辨率相機采用全碳化設計理念，應用碳化硅反射鏡、碳纖維桁架、實現了結構的超輕量化設計，整機質量僅43千克。熱控系統主要是保障設備元器件的工作環境溫度，就像給“眼睛”戴上“保溫眼罩”。即使在深遠的外太空，相機的工作環境溫度也能保持在十幾攝氏度。電子學組建的“神經網絡”，負責傳輸指令，控制捕捉靜態照片或動態視頻，還能自動調光，減少人為操作產生的誤差……

副主任設計師王棟說，更牛的地方在于，這雙“眼睛”可以實現圖像智能篩選。由于這臺相機分辨率高，成像數據量大，限制了圖像傳輸速度。通過智能篩選功能，相機可以自動提取有價值的圖像內容。“比如看足球場，相機能自動判斷并識別出信息價值量更大的球門，將球門附近的圖像傳回控制中心”。

“煉”就這雙“眼睛”難度有多大?

“煉”就這雙“眼睛”實屬不易。團隊于2016年4月正式啟動火星探測高分辨率相機研制任務。3年多的時間里，團隊幾乎沒時間休息。而承研這一重大科研任務的團隊，只有30余人，平均年齡35歲左右。

“‘天問一號’離不開用‘眼睛’看清紅色的星球。能夠參與研發制造這雙‘眼睛’是我的榮幸，再累也值得。”團隊成員、項目質量師李楊說。