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工程總設計師張榮橋近日接受采訪，揭秘火星影像圖的背后故事。

4月24日，在合肥舉行的2023年“中國航天日”主場活動啟動儀式上，國家航天局和中國科學院聯(lián)合發(fā)布了中國首次火星探測火星全球影像圖。圖為東西半球正射投影圖。國家航天局 供圖

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?？蒲袌F隊發(fā)現(xiàn)，完成既定任務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底圖

據(jù)悉，天問一號任務攜帶的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)外權威學術期刊發(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的論證、立項、研制和在軌運行過程中，用的是國外的底圖。“如今，我們有了自己的火星全球彩色影像圖，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量更好的基礎底圖。”張榮橋說。(完)

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