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(wù)工程總設(shè)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(xué)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

(資料圖片)

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(jī)。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(wù)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(dāng)祝融號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，將火星車巡視探測獲取的科學(xué)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(wù)。科研團(tuán)隊發(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)繞器在開展火星環(huán)繞探測的同時，兼顧火星車的中繼通信，科研團(tuán)隊進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整了環(huán)繞器軌道。張榮橋說，對于科研團(tuán)隊來說，這具有一定風(fēng)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(jī)獲取的14757幅圖像拼接而成。

火星影像圖拼接是一項精細(xì)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(zhǔn)，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(tuán)隊也十分關(guān)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(tuán)隊利用環(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)，專門對影像圖進(jìn)行了色彩校正。

為人類探測火星提供新的基礎(chǔ)底圖

據(jù)悉，天問一號任務(wù)攜帶的13臺載荷累計獲取原始科學(xué)數(shù)據(jù)1800GB，形成了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。張榮橋說，早在2021年，中國官方就已開始向國內(nèi)的研究團(tuán)隊按月滾動發(fā)布這些數(shù)據(jù)產(chǎn)品。科研團(tuán)隊通過對這些科學(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》《國家科學(xué)評論》等國內(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)，天問一號任務(wù)獲取的科學(xué)探測數(shù)據(jù)，將為人類深入認(rèn)知火星作出中國貢獻(xiàn)。

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(wù)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(xué)研究提供了質(zhì)量更好的基礎(chǔ)底圖。”張榮橋說。(完)

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