仰望星空時,你可曾想過,從遙遠(yuǎn)的太空回望地球和月亮,會是什么模樣?現(xiàn)在,答案來了,而且是由我們中國的“太空攝影師”從千萬公里之外發(fā)回的“旅行寫真”!
就在7月1日,天問二號探測器在軌拍攝的絕美地月影像圖公布!這組照片不僅震撼,還意外地揭開了一個關(guān)于“老照片”的謎團,讓不少人直呼“原來如此”!
咱中國的這天問二號,自打今年5月29日成功發(fā)射升空后,就一直勤勤懇懇地在太空里趕路?,F(xiàn)在算算,它已經(jīng)在軌運行超過33天,跑到離咱地球老家都超過1200萬公里了!而且狀態(tài)倍兒棒,工況良好。
最近,它身上攜帶的一個窄視場導(dǎo)航敏感器,你可以理解為它既是用來定位導(dǎo)航的“眼睛”,也是用來拍照的“鏡頭”,就成功地對準(zhǔn)了地球和月球,咔嚓咔嚓來了兩張“藝術(shù)照”。
這次發(fā)布的照片有兩張主角:
地球彩照是在探測器距離地球大約59萬公里的地方,用窄視場導(dǎo)航敏感器拍下的。為了呈現(xiàn)最美的色彩,地面科學(xué)家們可沒少下功夫,做了輻射校正,然后把分別捕捉紅、綠、藍(lán)三個特定波段光線的圖像,精準(zhǔn)地配準(zhǔn)對齊,再彩色合成,最終才得到了這張色彩斑斕、細(xì)節(jié)清晰的地球?qū)懻妗?/p>
月球素顏照是在探測器距離月球同樣約59萬公里時拍攝的。這張是全色圖可以理解成高清晰度的黑白照片,同樣經(jīng)過了輻射校正處理,把月球表面的坑坑洼洼、明暗紋理展現(xiàn)得清清楚楚。
重點來了!天問二號發(fā)布照片時雖然已經(jīng)在1200萬公里外了,但這兩張照片實際上是它一個多月前(5月30日)在約59萬公里距離上拍的!
為啥現(xiàn)在才發(fā)?因為照片需要時間傳回地球,科研人員也需要時間進(jìn)行精細(xì)處理。所以,大家別誤會這是從1200萬公里外拍的“神作”,那技術(shù)難度可是天壤之別。不過,能在59萬公里外拍出如此高精度、色彩真實的照片,已經(jīng)足以證明咱中國航天技術(shù)的實力,絕對屬于世界頂尖水平!
沉默的真相:中美照片的驚人巧合。
當(dāng)中國這張清晰的地球?qū)懻鎮(zhèn)骰氐孛鏁r,科學(xué)圈和天文愛好者圈子里,不少人突然“沉默”了。為啥?
因為這照片的背景——那深邃的太空,一片漆黑,幾乎看不到任何星星!這個景象,瞬間勾起了許多人對一張“歷史名照”的回憶和長久以來的質(zhì)疑:美國的阿波羅登月計劃照片。
最著名的就是那張1968年阿波羅8號任務(wù)中,宇航員威廉·安德斯在繞月軌道上拍下的照片。照片里,地球如同一個藍(lán)白相間的“彈珠”,從月球的地平線上升起,美得令人窒息。然而,這張照片的背景,同樣是一片純粹的漆黑,看不到星光。
多年來,這張“漆黑背景”的照片成了某些人質(zhì)疑阿波羅登月真實性的“證據(jù)”之一:“太空里不是應(yīng)該滿天繁星嗎?為啥背景黑漆漆的?美國是不是在騙人?”各種陰謀論甚囂塵上??茖W(xué)家們雖然一再解釋(比如相機曝光時間設(shè)置、目標(biāo)亮度與背景星光的巨大差異等原理),但質(zhì)疑聲并未完全平息。
如今,中國天問二號在相似的拍攝距離(約59萬公里 vs 阿波羅8號當(dāng)時的38萬公里左右),用先進(jìn)的科學(xué)儀器,拍下了背景同樣漆黑的地球照片!這個結(jié)果,無異于用最硬核的事實,給當(dāng)年的阿波羅照片做了最有力的背書。
天問二號的圖像處理過程(輻射校正、多波段配準(zhǔn)合成)也清晰說明了,這種效果是科學(xué)成像的正常結(jié)果,并非刻意“抹掉”星星。它和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡那些刻意長時間曝光、專門捕捉暗淡星光的深空照片,完全是兩種不同的“拍攝策略”和目的。
所以,真相大白!當(dāng)年阿波羅計劃拍下的“漆黑背景”地球照,是真實的太空景象在特定拍攝條件下的正常呈現(xiàn)。天問二號無意中扮演了一次“歷史裁判官”,用最新的科學(xué)影像,為幾十年前的人類航天壯舉做了個漂亮的“驗明正身”。這沉默,是質(zhì)疑被科學(xué)事實擊碎的沉默,也是對中國航天技術(shù)實力無聲的贊嘆。
看到天問二號都跑到1200萬公里外了還在“發(fā)朋友圈”,可能有人會問:它跑這么遠(yuǎn),到底要去干嘛?拍幾張照片就完事了?當(dāng)然不是!
天問二號肩負(fù)著中國首次小行星采樣返回的重任。它的首要目標(biāo)是一顆名為2016HO3的近地小行星。這顆小行星個頭不大,但意義非凡。天問二號將用大約2年時間,利用攜帶的科學(xué)儀器,對小行星進(jìn)行“全身檢查”,研究它的地貌形態(tài)、物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu),還要精確計算它的軌道力學(xué)特性。
高難度采樣才是重頭戲!天問二號將使用多臂協(xié)作式小天體附著取樣機器人機械系統(tǒng)。想象一下,一個極其精密的機械手(或手臂組合),要在微重力、目標(biāo)天體不斷翻滾運動的狀態(tài)下,穩(wěn)穩(wěn)地“抱”住或者“釘”在小行星表面,然后執(zhí)行鉆孔或表層取樣操作。
這難度,比日本“隼鳥”系列和美國的“奧西里斯-REx”任務(wù)使用的“一觸即離”式采樣方式(短暫接觸瞬間抓取)高出一個數(shù)量級!這對探測器的自主導(dǎo)航、精確控制、穩(wěn)定附著能力都是極限挑戰(zhàn)。一旦成功,將是中國航天技術(shù)的重大突破,也是世界深空探測領(lǐng)域的頂尖成就。
本次任務(wù)的目標(biāo)是采集至少100克的小行星樣品。采樣完成后,探測器將踏上歸途,預(yù)計在采樣后大約半年,珍貴的“太空土特產(chǎn)”就能被送回地球,交付給科學(xué)家進(jìn)行深入研究。
但這還不是終點!完成小行星任務(wù)后,天問二號并不會退休,它將利用剩余的燃料,開啟一段更漫長的旅程——飛向彗星311P/PANSTARRS。這段旅程將耗費長達(dá)7年!抵達(dá)彗星后,它將開展更深入的探測。算上小行星任務(wù)的2年,天問二號的整個“太空馬拉松”預(yù)計將持續(xù)約10年!這是一場真正意義上的星際遠(yuǎn)征。
更大的雄心:為火星采樣鋪路。
天問二號的意義,遠(yuǎn)不止于小行星和彗星本身。它還有一個極其重要的“隱藏任務(wù)”:為天問三號火星采樣返回任務(wù)驗證關(guān)鍵技術(shù)!
火星采樣返回,是人類深空探測的“圣杯”之一,技術(shù)難度遠(yuǎn)超月球采樣。天問二號任務(wù)中涉及的超遠(yuǎn)距離測控通信、高精度自主導(dǎo)航與控制、復(fù)雜小天體附著與采樣、長時間深空飛行可靠性保障等關(guān)鍵技術(shù),都是未來天問三號成功實現(xiàn)火星采樣返回所必需的。
天問三號任務(wù)計劃在2028年左右發(fā)射,它將通過兩次發(fā)射任務(wù),力爭在2030年前后,把珍貴的火星巖石和土壤樣本帶回地球。如果成功,中國將成為世界上首個實現(xiàn)火星采樣返回的國家!這將是繼月球采樣返回后,中國航天乃至人類航天史上的又一里程碑。
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