4月24日，中國首次火星探測成果——76米空間分辨率的火星全球彩色影像圖發布。這些火星彩色“寫真照”是如何拼接而成的？它的“出爐”有何世界意義？中國首次火星探測任務工程總設計師張榮橋近日接受采訪，揭秘火星影像圖的背後故事。
4月24日，在合肥舉行的2023年“中國航天日”主場活動啟動儀式上，國家航天局和中國科學院聯合發布了中國首次火星探測火星全球影像圖。
本次發布的影像圖為彩色，包括按照製圖標準分別製作的火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖，空間分辨率為76米，將為開展火星探測工程和火星科學研究提供質量更好的基礎底圖。天問一號任務獲取的包括影像圖在內的一批科學探測數據，將為人類深入認知火星作出中國貢獻。
圖為東西半球正射投影圖。國家航天局供圖
歷時8個月實現火星表面全球覆蓋
此次發布的火星全球影像圖的數據來源於天問一號環繞器搭載的中分辨率相機。為了對火星表面實現全球覆蓋，環繞器於2021年11月至2022年7月，歷時8個月，對火星實施了284軌次遙感成像。
在天問一號任務中，環繞器“身兼數職”，分飾飛行器、通信器和探測器三大角色。當祝融號火星車成功著陸火星後，環繞器主要進行火星車的中繼通信，將火星車巡視探測獲取的科學數據傳回地球。
2021年8月15日，祝融號火星車完成90個火星日的探測任務。科研團隊發現，完成既定任務後的火星車依然狀態良好，於是決定讓火星車盡可能走得更遠，這就要求環繞器繼續服務於火星車巡視。為了讓環繞器在開展火星環繞探測的同時，兼顧火星車的中繼通信，科研團隊進一步優化調整了環繞器軌道。張榮橋說，對於科研團隊來說，這具有一定風險，也是一種挑戰。
超10000塊“拼圖”無縫拼接
本次發布的影像圖包括火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖。密布的撞擊坑、狹長的裂谷、極區的白色“冰”原……從影像圖上，可以清晰地看到火星地形地貌。這些影像圖由天問一號環繞器中分辨率相機獲取的14757幅圖像拼接而成。
火星影像圖拼接是一項精細活，十分考驗科研人員的“手藝”，首先相鄰兩個軌道獲得的圖像之間不能有縫隙。張榮橋說，軌道控制不精準，出現縫隙是常有的事，一旦出現縫隙，回過頭來再彌補，就得等到下一個週期，也就是七八個月以後。
“同時，相鄰兩軌獲得的圖像也不能重疊太多，否則下一軌很有可能出現縫隙，因此我們的製圖要求是重疊15%，這就對環繞器運行的軌道控制提出了更高要求。”張榮橋說。
做到無縫拼接的同時，科研團隊也十分關注環繞器拍出來的圖像有無色差。張榮橋直言對影像圖的色彩很有自信，他透露，科研團隊利用環繞器上光譜分辨率更高的多光譜相機獲取的數據，專門對影像圖進行了色彩校正。
為人類探測火星提供新的基礎底圖
據悉，天問一號任務攜帶的13台載荷累計獲取原始科學數據1800GB，形成了標準數據產品。張榮橋說，早在2021年，中國官方就已開始向國內的研究團隊按月滾動發布這些數據產品。科研團隊通過對這些科學數據的研究，取得了一批原創性科學成果，並在《自然》《國家科學評論》等國內外權威學術期刊發表。
包括當天發布的火星全球影像圖在內，天問一號任務獲取的科學探測數據，將為人類深入認知火星作出中國貢獻。
在張榮橋看來，火星全球彩色影像圖的發布具有重要世界意義。他告訴記者，中國在首次火星探測任務的論證、立項、研製和在軌運行過程中，用的是國外的底圖。“如今，我們有了自己的火星全球彩色影像圖，不僅為中國，也為世界同行開展火星探測工程和火星科學研究提供了質量更好的基礎底圖。”張榮橋說。(完)
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