2022年新年伊始，地球上的中國(guó)人收到了一份來(lái)自火星的“新年祝福照”，那是中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)探測(cè)器從遙遠(yuǎn)火星傳回的一組精美圖像。其實(shí)，這不是“天問一號(hào)”的“太空攝影師”第一次出片了。早在2020年中國(guó)國(guó)慶期間，“天問一號(hào)”就曾傳來(lái)照片，向祖國(guó)報(bào)平安，表達(dá)生日祝福，那是天問一號(hào)探測(cè)器首次深空“自拍”。

想要“太空自拍”沒那么簡(jiǎn)單

在中國(guó)首次自主火星探測(cè)工程立項(xiàng)之初，研制團(tuán)隊(duì)就在思考如何做好火星探測(cè)器在軌工作狀態(tài)的可視化監(jiān)測(cè)。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(jiǎn)單。由于“天問一號(hào)”環(huán)繞器自身個(gè)頭太大，需要一支長(zhǎng)達(dá)15米的自拍桿才能實(shí)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(guó)航天科技集團(tuán)八院的火星環(huán)繞器工程測(cè)量分系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)提出了“分離式監(jiān)測(cè)方案”，設(shè)計(jì)了一套由多個(gè)分離測(cè)量傳感器組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過將這些“小家伙”們(分離測(cè)量傳感器)拋離的方式，完成天問一號(hào)探測(cè)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(cè)量傳感器在地面控制下再次實(shí)施分離監(jiān)測(cè)任務(wù)，在慢慢遠(yuǎn)離的過程中，利用其自身兩側(cè)安裝的兩個(gè)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(hào)探測(cè)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(lái)。

△“祝融號(hào)”火星車拍攝火面地貌。(圖片來(lái)源：國(guó)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(guó)舉國(guó)歡度國(guó)慶、中秋雙節(jié)之際，中國(guó)國(guó)家航天局曾發(fā)布中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)探測(cè)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(guó)紅。這是中國(guó)天問一號(hào)探測(cè)器首次深空“自拍”。彼時(shí)，它還在“奔火”途中。

時(shí)隔一年多，“天問一號(hào)”環(huán)繞器已經(jīng)在軌運(yùn)行500多天，傳回來(lái)的照片更細(xì)致了。中國(guó)國(guó)家航天局2022年1月1日發(fā)布的天問一號(hào)探測(cè)器從遙遠(yuǎn)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(hào)”火星車拍攝火面地貌等內(nèi)容，展示環(huán)繞器、“祝融號(hào)”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(cè)量傳感器是按照監(jiān)視相機(jī)“小衛(wèi)星化”理念設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，需要在1kg(公斤)的總質(zhì)量?jī)?nèi)，在滿足火星探測(cè)長(zhǎng)期飛行的環(huán)境和可靠性要求下，實(shí)現(xiàn)鎖定解鎖、分離釋放/分離后自供電、自動(dòng)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(jì)師吳迪說(shuō)，“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(biāo)特性、光照條件和光照角度都發(fā)生了很大的變化，我們?cè)诘孛婺M了火星軌道的光照條件，開展了不同拍攝角度、不同光照強(qiáng)度、不同拍攝位置的上百次測(cè)試驗(yàn)證，最終制定了在火星背景下分段式自動(dòng)曝光的策略”。

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