火星高分辨率相机？天问一号传回火星巡视区高分辨率影像

seosqwseo2周前 (04-21)测评日记12

一、火星探测全景相机研制成功

火星表面不适合生命生存，因为那里只有稀薄的二氧化碳大气层，以及恶劣的紫外线和辐射环境。但科学家认为，38亿年前，火星是宜居的，表面有水、有磁场和火山活动。与火星表面因恶劣的生态环境难以找到生命迹象相比，寻找其地下生命迹象的概率要大许多。英国空中客车公司在斯蒂夫尼奇小镇建造的“罗莎琳德⋅富兰克林”火星车，将是第一个在火星表面下2米深处寻找生命迹象的探测器，而以前的火星车只能下钻到几厘米深。

全景相机项目首席研究员、伦敦大学学院教授安德鲁⋅科茨说：“全景相机是‘罗莎琳德⋅富兰克林’号火星车上的关键仪器之一，我们将通过它来决定火星车下一步要去哪里。更重要的是，决定往哪里钻探。”他认为，未来几年，人类在火星上发现生命的好机会将是钻到火星表面以下，而“罗莎琳德⋅富兰克林”号具备这种能力。

这套为火星车提供的全景相机，包括一对广角立体相机（WACs）和一个高分辨率相机。每个广角立体相机都有一个11位的滤光轮，专门用于研究火星上富含水分的矿物质以及大气中的水和尘埃，并提供彩色立体图像。彩色高分辨相机将提供特定岩石的详细图像，为立体图像添加岩石纹理。

研制成功的全景相机将被交付给空客公司，安装到“罗莎琳德⋅富兰克林”号火星车上并与其他仪器进行校准测试；之后，火星车将被移送到法国图卢兹进行环境测试，用火星车导航摄像头对全景相机进行交叉校准；后运往哈萨克斯坦拜科努尔发射基地，明年夏天将由俄罗斯质子火箭发射升空。

总编辑圈点

尽管液态水为地球生命所必需，但火星上是否有水，其实对于证明这颗红色星球上是否有微生物并无直接意义。因为火星环境太严苛，“干燥”只是其中一个不利因素——直射的宇宙射线，已使科学家对在火星表面寻找生命不抱希望。那为什么NASA及欧空局仍然对火星矿物及大气里的水如此看重呢？因为这颗星球曾经以及现在的水分储存，都对本世纪人类首次登陆火星的计划至关重要。

二、天问一号传回火星巡视区高分辨率影像***哪些细节值得关注

自2020年7月23日成功发射以来，“天问一号”探测器累计飞行200多天，完成深空机动1次和中途修正4次，到达火星飞行距离约4.75亿km，距离地球约2.200亿km，地面通信单向行驶时间约延长10.7分钟，各顺控系统后续“天问一号”经过多次变轨进入火星停泊轨道，进行预选着陆区探测，预计2021年5月至6月择机实施火星着陆，进行巡视探测，目前“天文一号”着陆火星只需7分钟。

中国在海南岛东北海岸的中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射了首次火星探测任务天问一号探测器。火箭成功地将探测器送入了预定轨道。天问一号探测器在地面火轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。美国宇航局的毅力号火星车已经传回大量火星照片，很多朋友都说天问一号也已经到达火星，为什么还不传回火星照片呢？

我们的天问一号可能也拍了很多火星的照片，但是还没有发表。不是因为我们的天问一号探测器的拍摄能力不如毅力号。今年，国家航天局公布了三张天问一号拍摄地的火星照片。这些高清晰度照片包含两张全**像和一张彩**像。如上所述，有网友热议天问一号的第一张火星照片为什么不是彩色的，是不是因为相机技术不够，今天天问一号从探测器回来的彩色照片给我们解释了。

天问一号不仅能拍黑白照片，还能拍彩色照片。 2021年2月10日19时52分，中国首个火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，绕飞器3000N轨道控制发动机点火工作进行约15分钟。探测器顺利进入近火点高约400公里、周期约10个地球日、倾角约10的大椭圆环火轨道，成为中国首颗人造火星卫星，实现“绕地、着水、轨道”的火星探测任务首次从地面火移动阶段进入火星捕获阶段后，“天问一号”绍拉矿物光谱分析仪、离子、中性粒子和能量粒子探测器等载荷相继启动，对火星展开多维探测。

三、什么是火星漫步

在火星夏日的午后，宇航员如果走在火星的亚马逊沙漠（那里很可能是飞船的着陆地点），他一定会震惊于眼前颜色异常单调的画面。从明亮的三文鱼色调天空到铺满锈色尘土的地面，所有的一切都是橙红色的。由于火星的大气十分稀薄，只能过滤很少的太阳光，因此那里白天的阳光几乎与地球上一样强。只是因为火星距离更加遥远，所以在火星上看到的太阳只有在地球上看到的一半大小。

地平线上，巨大的沙丘起伏不定，好似一排排静止的海浪。火星地表有些地方很坚固，有些呈粉末状，还有一些是凌*的鹅卵石，但与地球上常见的光滑大理岩相比，更像是碎煤块。这里既没有山脉也没有悬崖，至少在一大片区域里都看不到。火星上有些地方的确存在极端复杂的地形，如峡谷、火山熔岩流、火山口等地。但整体来说，火星上的大片土地都可称得上是平坦的。

火星的两座火山像突兀的浮雕一样矗立在平原上，大约10到20亿年前的火山熔岩铸就了这片大平原。两座火山中高的那座附近有纤细的水冰云。

宇航员的靴子带起的一些尘埃会迅速地被呼啸的风吹散开来。火星的夏季也是风季。阵风的时速超过300千米，但因为穿着宇航服，没有皮肤*露在外，宇船员感受不到这么**的狂风。宇航员也不会被大风刮走，因为火星大气密度很低，风所产生的力量远没有地球上那么多。然而，橙色沙漠中细小的尘粒会被风卷入大气，使得天空也变为桃红色。强烈的季风激起无数尘粒，火星的天空永远不可能摆脱它们的影响，所以火星大气从未显现出原本的颜色——深蓝紫色。

1976年，当美国的海盗1号飞船在火星上着陆并传回第一批火星表面照片时，火星天空的颜色让科学家吃惊不已。因为急于向媒体公布火星图像，位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室指挥中心把原始的火星彩**像调成了所有人都期待的深蓝色天空。这就使得火星的地表变成了十分难看的棕绿色，但那不是真正的火星。接下来的几天，研究者花了很多时间好好检查了飞船的颜色校准数据，结果显示火星的天空实际上是橙色，而且偏粉。所有的图像被重新解析后，火星表面呈现出了实际的铁锈色。

这次意外**以实例证明了地球人共有的无意识思维倾向——总是把地球特有的样貌附会到其他行星上。事实上，火星的确有一些与地球奇特的相似之处。火星的自转周期也就是火星的一天是24.6小时。火星的自转轴倾斜角度与地球几乎完全一样，这让火星跟地球也一样分有四季。因为火星公转的轨道更长，所以一个火星年相当于1.9个地球年，但是，相较于地球，火星个头太小，离太阳也更远。只有拥有更大引力的较大行星，才能够束缚住更多的大气，吸收更多来自太阳的热量，从而提高行星的表面温度以维持液态水的存在。

在火星这颗红色行星上曾有液态水的证据是非常充分的，特别是图中所示的峡谷壁。这些水沟的大小与地球上相似地貌的大小相近，例如美国大峡谷。

曾经，火星要比现在更接近地球的状态。火星表面有绵延几百千米的一百多条好似干涸河床的沟渠，它们很可能是由流动的水体留下的痕迹。然而，即便火星上真的曾有过湖泊或海洋，那也是几十亿年前的事了。亿万年来这些古老的沟渠早已滴水全无，失去了生机。几乎可以肯定的是，火星上应该还存在一部分当时的水，但必定是以冰的形式（永久冻土）存在，就好像地表下的凝固物一样，跟地球的北极大陆差不多。水的另一种保存方式是成为火星两极的极冠，极冠可能厚达1000米（在两极各自的冬季，冰冻的二氧化碳像冻霜一样覆盖了整个极区，其范围超过了由水冰组成的极冠）。

沟渠的存在说明了火星上曾发生过周期性甚至是灾难性的大洪水，起因可能是行星内部产生的热量融化了永久冻土中的水，形成火星上的漫天洪水。从火星沟渠的形态上来看，水很快就蒸发到了太空中或者渗入地下再次冰冻了起来。在今天的火星中，如果把一碗水撒在火星表面，其蒸发的速度简直可以用*炸来形容，就像撒在烧红的烙铁上一样。火星大气太干燥了，迫切渴求水的浸润。一些行星科学家预言，如果这颗红色的行星可以用某种方式升温，永久冻土就会融化，大气层就会变得更厚，那么即使火星上不能形成海洋也能形成大型湖泊。

因为2004年机遇号火星漫游者探测器的历史性发现，火星曾经有水的想法从单纯的理论变为几乎可以被认定的事实。当机遇号的照相机第一次扫描其周围环境时，地球上的任务控制中心发现，飞船在火星上的着陆点是一个直径22米的陨坑，几米之外就是一块*露在地面的沉积岩。

火星的两座火山像突兀的浮雕一样矗立在平原上，大约10到20亿年前的火山熔岩铸就了这片大平原。两座火山中高的那座附近有纤细的水冰云。

沉积岩是在湖泊、池塘和河流底部形成的一种岩石，它从未在机遇号之前的火星探测任务中被发现过。后来，2004年的勇气号和机遇号探测器配备了全套地质工具和试验装备，用以研磨和分析火星岩石样品。接下来对沉积岩样品的分析使科学家发现了我们通常只在湖泊和河流底部才能看到的涟漪化石。此外，机遇号在各处都发现了与小碎石差不多大的蓝莓石。地质学家认为蓝莓石是地下水渗透岩石时形所成的。

两个火星漫游者探测器着陆两个月后，科学家已得到了满意的发现，觉得有足够的证据可以向媒体公布他们的发现了。2004年4月，科学家召开了新闻发布会，会上项目科学家斯蒂夫·斯奎尔斯宣布曾经有液态水流经这些火星岩石。他进一步解释说这些液态水多得足够让人在其中游泳，而且不只是有地下水。火星地表曾有液态水说明曾经要比现在温暖得多，但这可能是几亿年前的事了。那时的火星大气更厚，与地球更相似，因此液态水存在。现在的问题是，火星这段黄金年代持续了多长时间？

火星漫游者探测器，2004年在火星正面和背面分别着陆的勇气号和机遇号是两个一模一样的漫游者探测器。

与一流体育场一般大小的维多利亚陨坑是火星上被探测得彻底的陨坑。上图是火星轨道探测器在其上空拍摄的俯视图。读者可对比火星漫游者机遇号在陨坑边缘拍摄的侧视图。机遇号在维多利亚陨坑边缘行驶，然后从顶端宽的缝隙进入陨坑，到达陨坑底部的沙丘后折回原路离开。

为了找到问题的答案，在可预见的未来，每两年至少要发射一个新探测器前往火星（每隔26个月火星和地球排列成一条直线，为一次发射窗口期）。2006年火星轨道探测器装备了好的照相机抵达火星，为这颗行星拍摄了高分辨率的图像。接下来，2008年凤凰号极轨探测器也在火星表面成功着陆。凤凰号的发现让人们更加确信永久冻土在火星上广泛分布，在某些区域，它甚至就在表层尘埃下面。预计2020年左右将启动一项探测任务，目标是携带火星土壤标本返回地球。（凤凰号于2008年5月25日着陆火星开始探测，2010年3月12日失去联系宣布“死亡”；美国航空航天局于2011年11月26日发射了好奇号火星探测器2012年8月6日在火星着陆，开始为期两年的探测任务。）

1997年由探路者号火星着陆器顶部的一个照相机拍摄的火星全景图像，呈现在眼前的是火星风貌，也是沙漠行星大片地表的典型样貌。前景处皱巴巴的奶油色材料是泄了气的气囊，气囊为探路者号在火星着陆时提供缓冲。

今天的火星上是否存在生命？1976年在火星上着陆的两艘海**飞船所进行的生物实验给出了否定的答案。如果火星上真有生命的存在，也是极少数的。即便是地球上坚强的微生物都无法在火星上存活。首先，那里太冷；其次，那里几乎完全没有液态水；后，它的大气层太薄，太阳的紫外光可以直接地照射火星表面。不经过任何过滤的太阳紫外光对于有机生物来说是非常致命的（用来净化井水的一个办法就是将盛水的容器放在紫外灯下照射）。无论如何，火星仍是像地球且现阶段容易探测的行星。