▲這是國家航天局公布的“天問一號”在距離火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像。新華社發(fā)

2月5日20時，“天問一號”探測器發(fā)動機點火工作，順利完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正，以確保按計劃實施火星捕獲。國家航天局同步公布了“天問一號”此前在距離火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像。

▲這是國家航天局公布的“天問一號”在距離火星約220萬公里處獲取的首幅火星圖像及火星部分標(biāo)志性地貌標(biāo)示。新華社發(fā)

上述兩幅圖片引發(fā)熱議，網(wǎng)友們在點贊的同時也發(fā)出了“靈魂拷問”，火星不是紅色的嗎？為什么這張照片是黑白的？這些照片又是用什么拍攝的？背后有何深意？

火星首圖為什么呈黑白色？

國家航天局相關(guān)人士表示，本次成像模式采用黑白呈像，這是火星首圖呈黑白色的主要原因。

意外嗎？原因居然這么簡單！

不過拍攝火星首圖的，確實是一些“神器”。

航天科技集團相關(guān)專家表示，“天問一號”用光學(xué)導(dǎo)航敏感器，在浩瀚的星空中找到火星后，測出相對角度，然后控制“天問一號”精準(zhǔn)指向火星，再用高分相機對火星拍攝，就出現(xiàn)了本文開頭的那張照片。

▲天問一號拍攝首幅火星圖像著色效果圖

光學(xué)導(dǎo)航敏感器又是什么？

簡單來說，光學(xué)導(dǎo)航敏感器就好比“天問一號”的“眼睛”，有了這雙明亮的“眼睛”，天問一號也就有了自主能力，可以自己看著目標(biāo)飛向目的地。

“天問一號”離開地球以后，北斗等全球?qū)Ш较到y(tǒng)便逐漸派不上用場。而在沒有北斗，沒有GPS的情況下，茫茫太空中，“天問一號”靠的就是光學(xué)導(dǎo)航敏感器實現(xiàn)導(dǎo)航引路。

▲“天問一號”上的光學(xué)導(dǎo)航敏感器

與傳統(tǒng)的無線電導(dǎo)航不同，光學(xué)自主導(dǎo)航可以通過圖像目標(biāo)識別和特征提取，完成位置、速度等導(dǎo)航信息的獲取。

具體而言，“天問一號”在飛近火星的過程，裝有長焦鏡頭的導(dǎo)航敏感器當(dāng)作一只“千里眼”，最遠(yuǎn)可以在1000萬公里的距離識別火星，還能自主適應(yīng)火星從點目標(biāo)到面目標(biāo)、從弱目標(biāo)到強目標(biāo)的火星圖像提取，從而實現(xiàn)即使沒有外部導(dǎo)航信息，也能夠在深空飛行中自主找到前進的道路。這也是支撐中國未來進一步走向宇宙更遠(yuǎn)空間的重要技術(shù)之一。

我們?yōu)槭裁匆欢ㄒセ鹦牵?br/>

“冥昭瞢暗，誰能極之？”2300多年前，我國浪漫主義詩人屈原用長詩《天問》，向宇宙洪荒、天地自然發(fā)問。神秘而璀璨的星空，自古以來就令生活在地球上的人們充滿好奇與向往。

而在月球之后，人類選擇下一個目標(biāo)往往是火星，原因在于它的自然環(huán)境與地球最為相似。

因此火星被視作除地球外有可能孕育生命的星球之一，也被認(rèn)為是未來人類最有可能移居的行星，這些都吸引著多個國家去探索這顆神秘星球。

▲火星表面示意圖。來源：科技日報。

從20世紀(jì)60年代起，人類就開始不斷地向火星發(fā)射探測器，然而成功著陸火星的國家只有美國。

火星探測作為航天強國的重要標(biāo)志之一，在這一深空探測的科學(xué)浪潮中，又豈能少了中國的身影？

2020年7月23日12時41分，我國在海南島東北海岸中國文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙四運載火箭成功發(fā)射首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器，火箭飛行2000多秒后，成功將探測器送入預(yù)定軌道，開啟火星探測之旅。

▲3D演示我國火星探測實施步驟，視頻來源：北京青年報

預(yù)計2021年2月10日左右，也就是除夕前后，“天問一號”將進行近火制動（俗稱“剎車”），開啟環(huán)繞火星之旅，還有重重考驗等待著它。

“我們這次火星探測任務(wù)最核心、最難的地方，就是探測器進入火星大氣后氣動外形和降落傘減速的過程，只有一次機會?！敝袊教炜萍技瘓F五院火星探測器總設(shè)計師孫澤洲表示，研制團隊做了充分的準(zhǔn)備，專門設(shè)計了全新氣動外形、新型降落傘等，希望一切順利。