2022年新年伊始，地球上的中國人收到了一份來自火星的“新年祝福照”，那是中國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器從遙遠火星傳回的一組精美圖像。其實，這不是“天問一號”的“太空攝影師”第一次出片了。早在2020年中國國慶期間，“天問一號”就曾傳來照片，向祖國報平安，表達生日祝福，那是天問一號探測器首次深空“自拍”。

想要“太空自拍”沒那么簡單

在中國首次自主火星探測工程立項之初，研制團隊就在思考如何做好火星探測器在軌工作狀態(tài)的可視化監(jiān)測。距離地球近4億公里外的火星并沒有其他“游客”可以幫忙拍照，而如果想用普通自拍的方式，也沒有那么簡單。由于“天問一號”環(huán)繞器自身個頭太大，需要一支長達15米的自拍桿才能實現(xiàn)其全身照自拍，這不僅資源消耗大，還存在一定安全隱患。

為此，中國航天科技集團八院的火星環(huán)繞器工程測量分系統(tǒng)團隊提出了“分離式監(jiān)測方案”，設(shè)計了一套由多個分離測量傳感器組成的監(jiān)測系統(tǒng)，通過將這些“小家伙”們(分離測量傳感器)拋離的方式，完成天問一號探測器的深空“自拍”。

據(jù)介紹，這次的“元旦祝福”與此前的“生日祝福”類似，由八院803所研制的分離測量傳感器在地面控制下再次實施分離監(jiān)測任務(wù)，在慢慢遠離的過程中，利用其自身兩側(cè)安裝的兩個廣角鏡頭，每秒拍攝一張圖像，通過Wi-Fi傳輸?shù)姆绞剑瑢D像傳回天問一號探測器，最終將環(huán)繞器與火星合影、環(huán)繞器局部特寫、火星北極冰蓋等畫面呈現(xiàn)出來。

△“祝融號”火星車拍攝火面地貌。(圖片來源：國家航天局)

論“太空攝影師”的自我修養(yǎng)

在2020年10月1日，中國舉國歡度國慶、中秋雙節(jié)之際，中國國家航天局曾發(fā)布中國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器飛行圖像，圖上的五星紅旗光彩奪目，呈現(xiàn)出鮮艷的中國紅。這是中國天問一號探測器首次深空“自拍”。彼時，它還在“奔火”途中。

時隔一年多，“天問一號”環(huán)繞器已經(jīng)在軌運行500多天，傳回來的照片更細致了。中國國家航天局2022年1月1日發(fā)布的天問一號探測器從遙遠火星傳回的這組精美圖像，包含環(huán)繞器與火星合影、環(huán)繞器局部特寫、火星北極冰蓋、“祝融號”火星車拍攝火面地貌等內(nèi)容，展示環(huán)繞器、“祝融號”火星車工作狀態(tài)及獲取的火星表面形態(tài)。

八院803所的產(chǎn)品首席專家鄭循江介紹，分離測量傳感器是按照監(jiān)視相機“小衛(wèi)星化”理念設(shè)計的產(chǎn)品，需要在1kg(公斤)的總質(zhì)量內(nèi)，在滿足火星探測長期飛行的環(huán)境和可靠性要求下，實現(xiàn)鎖定解鎖、分離釋放/分離后自供電、自動拍照、Wi-Fi通信等功能，研制過程歷經(jīng)不小的挑戰(zhàn)。

八院803所產(chǎn)品主管設(shè)計師吳迪說，“太空攝影師”最重要的職責(zé)當(dāng)然是“拍得好”，“身處火星軌道之中，目標特性、光照條件和光照角度都發(fā)生了很大的變化，我們在地面模擬了火星軌道的光照條件，開展了不同拍攝角度、不同光照強度、不同拍攝位置的上百次測試驗證，最終制定了在火星背景下分段式自動曝光的策略”。

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