美国宇航局一辆巨大的火星探测器计划于周日晚(8月5日)登陆火星,预计将为科学家和普通民众带来一些关于这颗红色星球的惊人景象。
这辆重达1吨的好奇号探测器,是美国宇航局耗资25亿美元的火星科学实验室任务的核心,将尝试确定地球的邻居是否具备或曾经具备支持微生物生命的能力。为了帮助解决这个问题,这辆六轮机器人携带了10种科学仪器——以及大量高科技相机设备。
像其较老的火星探测器兄弟姐妹勇气号和机遇号一样,好奇号配备了安装在头部状支架(称为遥感桅杆或 RSM)上的摄像头,提供了类似于人可能体验到的视角。 然而,与以前的探测器不同,好奇号的成像系统(称为 Mastcam)具有可提供全新火星视野的功能。
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Mastcam 由圣地亚哥的马林空间科学系统公司开发,由两个并排的独立摄像头组成,就像一对眼睛一样,位于好奇号“头部”的 ChemCam 仪器下方。 Mastcam 将允许直接捕获彩色图像。 [好奇号探测器:11个惊人的事实]
“它将以与消费级数码相机相同的方式进行彩色拍摄,”马林公司高级项目经理迈克尔·拉文说。“它和你手机上的相机一样‘真实’。”
此外,Mastcam 还可以捕获红外立体图像,以及对科学目标非常重要的一系列波长。
两个摄像头都是固定焦距的;变焦马达在最便宜的傻瓜数码相机中可能很常见,但在航天器中,它们会增加额外的耗油质量。
不过,其中一个摄像头的焦距为 100 毫米(4 英寸),可以在 1,000 英尺(300 米)处分辨出几英寸大的物体。“我认为这可以算是长焦镜头,”拉文说。
科学家们不再需要从单个火星图像中组装延时录像,因为 Mastcam 还可以拍摄高清视频。它将以每秒六帧的速度捕获 720p 彩色视频。
“在现实世界中,这还不太像视频,但与间隔 45 秒的延时图像相比,它已经足够接近了,”拉文说。
Mastcam 还具有存储自身数据的能力。凭借 8 GB 的内部存储器,Mastcam 可以保存 5,500 张原始图像,这些图像可以在传输回地球之前即时压缩。
在 Mastcam 让地球上的人们看到好奇号在其探索过程中所看到的东西之前,另一个最先进的成像系统将有助于火星科学实验室任务的关键部分:着陆。
好奇号的“恐怖七分钟”着陆序列是迄今为止尝试过的最复杂的红色星球着陆,因为探测器将通过火箭驱动的“天空起重机”用电缆降低到表面。
此操作包括许多必须完全正确且按顺序进行的步骤,包括 76 个烟火装置的发射。雪上加霜的是,好奇号着陆地点盖尔陨石坑的地形相对未知。
研究人员已经研究了美国宇航局火星勘测轨道飞行器拍摄的 96 英里宽(154 公里)陨石坑的图像,但盖尔陨石坑的小规模特征,如岩石和松散的碎片,仍需要处理。 为了帮助解决这个问题,好奇号配备了火星下降成像仪(MARDI)。
MARDI 是一种向下安装在探测器下方的摄像头,将在探测器下降到地面的过程中对好奇号下方的地面进行成像,从而提供周围区域的鸟瞰图,以及探测器着陆后的图像。
与 Mastcam 一样,MARDI(也由马林开发)将在内部 8 GB 缓冲区中存储高清 RGB 彩色图像。 由于探测器下降时的振动,它的许多第一批照片可能会模糊。 尽管如此,MARDI 应该会捕获第一个火星实际着陆的类视频序列,拉文说。
“我们期待看到它,”他说。
MARDI 获取的数据将用于确定好奇号的确切着陆地点,并提供“宇航员视角”的火星景观——尽管在这种情况下,宇航员有六个轮子,重达 2,000 磅(900 公斤)。
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