本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
今天是美國國家航空航天局 (NASA) 水手4號探測器發射50週年紀念日（1964年11月28日）。該任務總共為我們提供了21張完整的火星影像，包括這張，我們首次近距離觀測這顆行星——這要歸功於星際探測器傳輸的資料以及地球上的科學家使用粉彩筆（下方）。
這張影像是如何產生的？正如Robert B. Leighton在《水手4號的照片》（《大眾科學》，1966年4月）中寫道：
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“經驗表明，在存在背景噪聲的情況下，透過太空傳送微弱無線電訊號的最佳方法是使用一種稱為脈衝編碼調製的訊號方法。在這種訊號編碼方法中，電氣裝置的輸出（無論是溫度計還是電視攝像機）都被編碼成一系列“位元”或由0和1組成的二進位制數字，這些數字代表特定的強度級別。因此，水手4號電視攝像機的輸出被轉換成一個六位程式碼，該程式碼在一個具有從全黑到全白64個步長的標度上識別每個影像元素的亮度。序列的64個步長從0到63。六個1的序列表示全黑，或完全沒有光；六個0的序列表示全白，或最大光。因此，為了編碼包含在40,000個影像元素中的資訊，需要240,000個二進位制數字。
*** 當訊號到達時，它們被記錄在磁帶上以提供永久記錄，並且它們也被同時打印出來……在類似於加法機紙帶的紙帶上。許多人聚集在生產這些紙帶的機器周圍。意識到我們實際上正在接收來自一臺離我們近 1.5 億英里的人造機器的知識，這真是一次令人興奮的經歷。當然，我們看到的只是一連串的數字。圖片會是什麼樣子？等待八個小時似乎是永恆。
然後有人想出了一個主意，將其中一臺印表機的紙帶剪成短段，每段包含一系列 200 個數字，代表圖片一行的光強度。這些紙帶段可以一個接一個地釘在一起，以構建數字的二維圖片。為了使圖片“可讀”，每個元素都用五種不同顏色的蠟筆之一填充，具體取決於其數字程式碼指示的光照水平。每種顏色的蠟筆都由不同的人塗上。透過這種方式，火星的第一張特寫照片以手繪彩色馬賽克的形式逐行出現。當天，它被裝裱起來並贈送給了噴氣推進實驗室主任威廉·H·皮克林。”
在過去的 50 年裡，太空成像技術發生了怎樣的變化？“與水手號提供的對火星的短暫一瞥不同，當前的探測器通常會在目標周圍徘徊並繞軌道執行（甚至降落在目標上）。我們不僅僅拍攝太陽系天體的照片；我們還繪製礦物成分圖，以三維方式探索行星大氣層，並監測它們複雜的磁場，”羅伯特·西蒙（一位資料視覺化專家，部分負責 NASA 地球觀測站的藍色彈珠影像，目前在衛星初創公司 Planet Labs 工作）說。儲存容量也增加了：歐空局的羅塞塔號探測器在向地球的無線電傳輸之間可以容納 25 吉位元的資料——幾乎是水手4號容量的 4,771 倍。
感謝羅伯特·西蒙在他的用顏色編碼定量資料的帖子中首次讓我注意到這張圖片。
有關手繪水手4號面板的軼事和老照片，請參閱 Dan Goods（資料+藝術（帕薩迪納加州藝術博物館）的聯合策展人）的“火星的第一張電檢視像”。
有關該任務的更多詳細資訊和影像，請不要錯過經典的《大眾科學》三部分系列文章：《水手4號的航行》（1966年3月）、《水手4號的照片》（1966年4月）和《水手4號的科學實驗》（1966年5月）。