7月1日,出差一个多月的天问二号,揭露发布了由它拍摄的两张地球、月球的相片。尽管此前人类现已拍到了火星、月球、地球乃至黑洞的相片,可是,这次初次出差并担任拍摄师的天问二号,拍摄技能一流:不只娴熟运用了搭载的“相机”,一起还发布了五颜六色的地球,让人眼前一亮。
你必定很猎奇,被人类“放”到太空中的勘探器,如安在59万千米外给地球和月球拍摄?航天器怎么样保持稳定?如安在太空中拍出五颜六色相片?
对此,封面新闻记者深化请教了天体物理学博士、人工天体拍摄师、“我国空间站记载者”刘博洋。
“许多深空勘探器都会在地球、月球邻近适宜方位拍一下地球、月球,作为各科学载荷的根本测验之用。”刘博洋告知记者。
小天体勘探是深空勘探的重要组成部分,也是近年来行星勘探的热门。天问二号5月29日发射,科学方针是履行小行星2016 HO3的伴飞勘探及采样回来、主带彗星311P伴飞勘探等使命。在发射后第二天,5月30日就相继给地球、月球拍摄,可谓是在飞向小行星前的“小试牛刀”。
“给黑洞拍摄最难。给地球、月球、火星拍摄自身难度没有差异,主要是你要去到什么机位拍,飞过去的难度有差异,那当然拍火星比地球难,拍月球比拍地球难。”刘博洋说。
世界地理联合会小天体中心的统计数据标明,到2022年12月一共发现125万多颗小天体,已编号的超越61万颗,其间近地小行星超越3万颗,彗星4 000余颗。
为了完结科学方针,进行小行星勘探科学研究,天问二号带着了中视场五颜六色相机、多光谱相机、热辐射光谱仪、可见红外成像光谱仪、勘探雷达、带电粒子与中性粒子分析仪等科学勘探载荷。其间能用于可见光五颜六色成像的主要是中视场五颜六色相机和窄视场导航灵敏器。
“本次拍摄时,天问二号间隔地、月分别为59万千米左右,合适运用窄视场导航灵敏器。在拍摄时,天问二号带着的星灵敏器经过拍摄星空布景并与星图数据库比较,快速承认航天器的姿势,这样航天器能够在动量轮唆使下,让窄视场导航灵敏器先后指向其时地球、月球地点方向;随后窄视场导航灵敏器拍摄承认地球或许月球是否在画面中心,并把指向差错信息反馈给卫星平台做指向批改。承认方针坐落视场中心后,进行拍摄。”刘博洋解说。
怎么给地球拍五颜六色相片?这需求切换红绿蓝三色滤光片,一起还需求后期的处理。
窄视场导航灵敏器是一个5120x3840像素的相机,物镜口径大于16cm,焦距略大于800mm。间隔方针3km时,能够分辩巨细为2.4cm的方针。
“这次拍摄地球和月球时详细的形式不同,地球是五颜六色图画,用到了红绿蓝三色滤光片,”刘博洋说,因为窄视场导航灵敏器自身的相机只能记载灰度印象,需求先后切换三个滤光片才干完结拍摄。而拍摄月球时,则没用特定色彩,如红绿蓝滤光片,而是运用全色滤光片,让整个可见光波段,以及少数近红外波段的光线都能透过,因而得到一张灰度印象。
那么,地上操控人员怎么操作窄视场导航灵敏器?一张明晰的成像图背面,有没有翻车著作?拍一张图需求多长时刻?
“据估测,地上操控中心需提早制定好拍摄时刻、指向视点等根底方案,上传给天问二号。但详细拍摄时,方针的搜索和精确指向、对焦进程,能够由星上计算机自行完结。可是本次拍摄的详细进程,揭露材料并未发表。”刘博洋解说。
“我估测拍摄地球的机遇这样选取,要让地球的巨细刚好为画幅的一半左右,如果在画面中撑太满,指向难度增大,指禁绝简单出画;如果在画面中太小,糟蹋相机分辩率。59万公里下,地球巨细2700像素,占长边52%,短边70%,归于较为恰当的份额。”
“拍摄月球运用全色滤光片,预期拍摄能够直接进行得很快;拍摄地球用到红绿蓝三色滤光片,两两之间需求切换滤光片,每次切换或许需求1s到数秒。在此期间卫星会飞过一段间隔,导致后期对齐时,红绿蓝三色画面不完全共同,因而咱们我们能够在发布的地球印象的最亮点处看到细微的从红到蓝的色散特征。”
刘博洋解说,在数据回传后,第一步是要进行图画分幅,随后有必要进行暗电流校对、相对辐射校对,也便是地理拍摄中常说的暗场、平场处理。关于五颜六色图画,如这次的地球,还需求把红绿蓝三色图画做对齐和五颜六色合成。