4月24日，中國(guó)首次火星探測(cè)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(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)工程總設(shè)計(jì)師張榮橋近日接受采訪，揭秘火星影像圖的背后故事。
(資料圖片)
歷時(shí)8個(gè)月實(shí)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(lái)源于天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器搭載的中分辨率相機(jī)。為了對(duì)火星表面實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，環(huán)繞器于2021年11月至2022年7月，歷時(shí)8個(gè)月，對(duì)火星實(shí)施了284軌次遙感成像。
在天問(wèn)一號(hào)任務(wù)中，環(huán)繞器“身兼數(shù)職”，分飾飛行器、通信器和探測(cè)器三大角色。當(dāng)祝融號(hào)火星車成功著陸火星后，環(huán)繞器主要進(jìn)行火星車的中繼通信，將火星車巡視探測(cè)獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)傳回地球。
2021年8月15日，祝融號(hào)火星車完成90個(gè)火星日的探測(cè)任務(wù)。科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，完成既定任務(wù)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(yuǎn)，這就要求環(huán)繞器繼續(xù)服務(wù)于火星車巡視。為了讓環(huán)繞器在開(kāi)展火星環(huán)繞探測(cè)的同時(shí)，兼顧火星車的中繼通信，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整了環(huán)繞器軌道。張榮橋說(shuō)，對(duì)于科研團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這具有一定風(fēng)險(xiǎn)，也是一種挑戰(zhàn)。
超10000塊“拼圖”無(wú)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(zhǎng)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(wèn)一號(hào)環(huán)繞器中分辨率相機(jī)獲取的14757幅圖像拼接而成。
火星影像圖拼接是一項(xiàng)精細(xì)活，十分考驗(yàn)科研人員的“手藝”，首先相鄰兩個(gè)軌道獲得的圖像之間不能有縫隙。張榮橋說(shuō)，軌道控制不精準(zhǔn)，出現(xiàn)縫隙是常有的事，一旦出現(xiàn)縫隙，回過(guò)頭來(lái)再?gòu)浹a(bǔ)，就得等到下一個(gè)周期，也就是七八個(gè)月以后。
“同時(shí)，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(duì)環(huán)繞器運(yùn)行的軌道控制提出了更高要求。”張榮橋說(shuō)。
做到無(wú)縫拼接的同時(shí)，科研團(tuán)隊(duì)也十分關(guān)注環(huán)繞器拍出來(lái)的圖像有無(wú)色差。張榮橋直言對(duì)影像圖的色彩很有自信，他透露，科研團(tuán)隊(duì)利用環(huán)繞器上光譜分辨率更高的多光譜相機(jī)獲取的數(shù)據(jù)，專門對(duì)影像圖進(jìn)行了色彩校正。
為人類探測(cè)火星提供新的基礎(chǔ)底圖
據(jù)悉，天問(wèn)一號(hào)任務(wù)攜帶的13臺(tái)載荷累計(jì)獲取原始科學(xué)數(shù)據(jù)1800GB，形成了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。張榮橋說(shuō)，早在2021年，中國(guó)官方就已開(kāi)始向國(guó)內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)按月滾動(dòng)發(fā)布這些數(shù)據(jù)產(chǎn)品。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)這些科學(xué)數(shù)據(jù)的研究，取得了一批原創(chuàng)性科學(xué)成果，并在《自然》《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》等國(guó)內(nèi)外權(quán)威學(xué)術(shù)期刊發(fā)表。
包括當(dāng)天發(fā)布的火星全球影像圖在內(nèi)，天問(wèn)一號(hào)任務(wù)獲取的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)，將為人類深入認(rèn)知火星作出中國(guó)貢獻(xiàn)。
在張榮橋看來(lái)，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(guó)在首次火星探測(cè)任務(wù)的論證、立項(xiàng)、研制和在軌運(yùn)行過(guò)程中，用的是國(guó)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(guó)，也為世界同行開(kāi)展火星探測(cè)工程和火星科學(xué)研究提供了質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。”張榮橋說(shuō)。（記者 馬帥莎）
