美國宇航局一輛巨大的火星探測器計劃於週日晚(8月5日)登陸火星,預計將為科學家和普通民眾帶來一些關於這顆紅色星球的驚人景象。
這輛重達1噸的好奇號探測器,是美國宇航局耗資25億美元的火星科學實驗室任務的核心,將嘗試確定地球的鄰居是否具備或曾經具備支援微生物生命的能力。為了幫助解決這個問題,這輛六輪機器人攜帶了10種科學儀器——以及大量高科技相機裝置。
像其較老的火星探測器兄弟姐妹勇氣號和機遇號一樣,好奇號配備了安裝在頭部狀支架(稱為遙感桅杆或 RSM)上的攝像頭,提供了類似於人可能體驗到的視角。 然而,與以前的探測器不同,好奇號的成像系統(稱為 Mastcam)具有可提供全新火星視野的功能。
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Mastcam 由聖地亞哥的馬林空間科學系統公司開發,由兩個並排的獨立攝像頭組成,就像一對眼睛一樣,位於好奇號“頭部”的 ChemCam 儀器下方。 Mastcam 將允許直接捕獲彩色影像。 [好奇號探測器:11個驚人的事實]
“它將以與消費級數碼相機相同的方式進行彩色拍攝,”馬林公司高階專案經理邁克爾·拉文說。“它和你手機上的相機一樣‘真實’。”
此外,Mastcam 還可以捕獲紅外立體影像,以及對科學目標非常重要的一系列波長。
兩個攝像頭都是固定焦距的;變焦馬達在最便宜的傻瓜數碼相機中可能很常見,但在航天器中,它們會增加額外的耗油質量。
不過,其中一個攝像頭的焦距為 100 毫米(4 英寸),可以在 1,000 英尺(300 米)處分辨出幾英寸大的物體。“我認為這可以算是長焦鏡頭,”拉文說。
科學家們不再需要從單個火星影像中組裝延時錄影,因為 Mastcam 還可以拍攝高畫質影片。它將以每秒六幀的速度捕獲 720p 彩色影片。
“在現實世界中,這還不太像影片,但與間隔 45 秒的延時影像相比,它已經足夠接近了,”拉文說。
Mastcam 還具有儲存自身資料的能力。憑藉 8 GB 的內部儲存器,Mastcam 可以儲存 5,500 張原始影像,這些影像可以在傳輸回地球之前即時壓縮。
在 Mastcam 讓地球上的人們看到好奇號在其探索過程中所看到的東西之前,另一個最先進的成像系統將有助於火星科學實驗室任務的關鍵部分:著陸。
好奇號的“恐怖七分鐘”著陸序列是迄今為止嘗試過的最複雜的紅色星球著陸,因為探測器將透過火箭驅動的“天空起重機”用電纜降低到表面。
此操作包括許多必須完全正確且按順序進行的步驟,包括 76 個煙火裝置的發射。雪上加霜的是,好奇號著陸地點蓋爾隕石坑的地形相對未知。
研究人員已經研究了美國宇航局火星勘測軌道飛行器拍攝的 96 英里寬(154 公里)隕石坑的影像,但蓋爾隕石坑的小規模特徵,如岩石和鬆散的碎片,仍需要處理。 為了幫助解決這個問題,好奇號配備了火星下降成像儀(MARDI)。
MARDI 是一種向下安裝在探測器下方的攝像頭,將在探測器下降到地面的過程中對好奇號下方的地面進行成像,從而提供周圍區域的鳥瞰圖,以及探測器著陸後的影像。
與 Mastcam 一樣,MARDI(也由馬林開發)將在內部 8 GB 緩衝區中儲存高畫質 RGB 彩色影像。 由於探測器下降時的振動,它的許多第一批照片可能會模糊。 儘管如此,MARDI 應該會捕獲第一個火星實際著陸的類影片序列,拉文說。
“我們期待看到它,”他說。
MARDI 獲取的資料將用於確定好奇號的確切著陸地點,並提供“宇航員視角”的火星景觀——儘管在這種情況下,宇航員有六個輪子,重達 2,000 磅(900 公斤)。
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