好奇心丨火星照片來了!天問一號拍的~它長這樣……

2021-02-25 上海市青少年科學創新實踐工作站

圖中,火星阿茜達利亞平原、克律塞平原、子午高原、斯基亞帕雷利坑,以及最長的峽谷—水手谷等標誌性地貌清晰可見。

①阿茜達利亞平原;②克律塞平原;③子午高原;④斯基亞帕雷利坑;⑤水手谷。

阿西達裡亞平原是從義大利天文學家喬凡尼·斯基亞帕雷利所繪製的火星反照率特徵地圖命名,名字由來於神話中的維納斯之泉。

克律塞平原是希臘語Chryse Planitia的音譯,意為黃金平原,位於火星北半球,直徑約1600公裡,低於火星大地水準面約2.5公裡。一般認為該平原是一個撞擊坑,且有類似月海的地質特徵,例如皺脊。

子午指火星表面連接南、北兩極,並且垂直於赤道的弧線。子午高原位於火星南緯2度,這個地區有少見的灰色結晶赤鐵礦。在地球上赤鐵礦常見於溫泉或平靜的湖泊;因此許多科學家相信在子午線高原的赤鐵礦代表了火星古代曾存在溫泉或曾經是液態水存在的環境。赤鐵礦是當地厚度200至800米厚沉積巖地層的一部分。其他子午線高原上的地表特徵包含了玄武巖和撞擊坑。

斯基亞帕雷利坑是一個位於火星赤道附近的撞擊坑,同樣以義大利天文學家喬凡尼·斯基亞帕雷利命名。該撞擊坑直徑461公裡,坑內有許多可能是因為風、火山或水中沉積形成的地層。

命名來自於發現該峽谷的水手9號探測器,是火星最大的峽谷,也是太陽系最大最長的峽谷。位在塔爾西斯火山高原的東側,延伸長度約4000公裡、最深處7公裡,是一個複雜的峽谷系統。

國家航天局相關人士表示,

本次成像模式採用黑白呈像,這是火星首圖呈黑白色的主要原因。

航天科技集團相關專家表示,

天問一號用光學導航敏感器,在浩瀚的星空中找到火星後,測出相對角度,然後控制天問一號精準指向火星,再用高分相機對火星拍攝,就拍出了這張照片。

高分相機是指能拍攝高精度照片的設備。光學導航敏感器是指應用於空間環境中基於光學探測原理獲取太空飛行器姿態或導航信息的敏感器。

天問一號上的光學導航敏感器由航天科技集團八院控制所研製,可以在飛近火星的過程中通過對火星成像,利用火星圖像計算火星的形心位置和視半徑大小,結合估計算法獲取探測器相對於火星的實時位置和速度信息。

簡單來說,光學導航敏感器就好比天問一號的「眼睛」,有了這雙明亮的「眼睛」,天問一號也就有了自主能力,可以自己看著目標飛向目的地。

天問一號在離開地球以後,北鬥等全球導航系統便逐漸派不上用場。而在沒有北鬥,沒有GPS的情況下,茫茫太空中,天問一號靠的就是光學導航敏感器實現導航引路。

與傳統的無線電導航不同,光學自主導航可以通過圖像目標識別和特徵提取,完成位置、速度等導航信息的獲取。

具體而言,天問一號在飛近火星的過程,裝有長焦鏡頭的導航敏感器當作一隻「千裡眼」,最遠可以在1000萬公裡的距離識別火星,還能自主適應火星從點目標到面目標、從弱目標到強目標的火星圖像提取,從而實現即使沒有外部導航信息,也能夠在深空飛行中自主找到前進的道路。這也是支撐中國未來進一步走向宇宙更遠空間的重要技術之一。

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