中国科学家如何拍出火星全球彩色“写真照”？

中新社合肥4月24日电 题：中国科学家如何拍出火星全球彩色“写真照”？

中新社记者 马帅莎

4月24日，中国首次火星探测成果——76米空间分辨率的火星全球彩色影像图发布。这些火星彩色“写真照”是如何拼接而成的？它的“出炉”有何世界意义？中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥近日接受采访，揭秘火星影像图的背后故事。

4月24日，在合肥举行的2023年“中国航天日”主场活动启动仪式上，国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。图为东西半球正射投影图。国家航天局 供图

历时8个月实现火星表面全球覆盖

此次发布的火星全球影像图的数据来源于天问一号环绕器搭载的中分辨率相机。为了对火星表面实现全球覆盖，环绕器于2021年11月至2022年7月，历时8个月，对火星实施了284轨次遥感成像。

在天问一号任务中，环绕器“身兼数职”，分饰飞行器、通信器和探测器三大角色。当祝融号火星车成功着陆火星后，环绕器主要进行火星车的中继通信，将火星车巡视探测获取的科学数据传回地球。

2021年8月15日，祝融号火星车完成90个火星日的探测任务。科研团队发现，完成既定任务后的火星车依然状态良好，于是决定让火星车尽可能走得更远，这就要求环绕器继续服务于火星车巡视。为了让环绕器在开展火星环绕探测的同时，兼顾火星车的中继通信，科研团队进一步优化调整了环绕器轨道。张荣桥说，对于科研团队来说，这具有一定风险，也是一种挑战。

超10000块“拼图”无缝拼接

本次发布的影像图包括火星东西半球正射投影图、鲁宾逊投影图和墨卡托投影加方位投影图。密布的撞击坑、狭长的裂谷、极区的白色“冰”原……从影像图上，可以清晰地看到火星地形地貌。这些影像图由天问一号环绕器中分辨率相机获取的14757幅图像拼接而成。

火星影像图拼接是一项精细活，十分考验科研人员的“手艺”，首先相邻两个轨道获得的图像之间不能有缝隙。张荣桥说，轨道控制不精准，出现缝隙是常有的事，一旦出现缝隙，回过头来再弥补，就得等到下一个周期，也就是七八个月以后。

“同时，相邻两轨获得的图像也不能重叠太多，否则下一轨很有可能出现缝隙，因此我们的制图要求是重叠15%，这就对环绕器运行的轨道控制提出了更高要求。”张荣桥说。

做到无缝拼接的同时，科研团队也十分关注环绕器拍出来的图像有无色差。张荣桥直言对影像图的色彩很有自信，他透露，科研团队利用环绕器上光谱分辨率更高的多光谱相机获取的数据，专门对影像图进行了色彩校正。

为人类探测火星提供新的基础底图

据悉，天问一号任务携带的13台载荷累计获取原始科学数据1800GB，形成了标准数据产品。张荣桥说，早在2021年，中国官方就已开始向国内的研究团队按月滚动发布这些数据产品。科研团队通过对这些科学数据的研究，取得了一批原创性科学成果，并在《自然》《国家科学评论》等国内外权威学术期刊发表。

包括当天发布的火星全球影像图在内，天问一号任务获取的科学探测数据，将为人类深入认知火星作出中国贡献。

在张荣桥看来，火星全球彩色影像图的发布具有重要世界意义。他告诉记者，中国在首次火星探测任务的论证、立项、研制和在轨运行过程中，用的是国外的底图。“如今，我们有了自己的火星全球彩色影像图，不仅为中国，也为世界同行开展火星探测工程和火星科学研究提供了质量更好的基础底图。”张荣桥说。