瀚海狼山:即将发射的火星轨道器相机达到世界领先水平

2020-02-02 11:52:33   




2020年是全球探测火星比较热闹的年份。这是因为火星和地球围绕太阳转动的速率很不一致。两个本来轨道临近的行星,同在太阳的共同一侧而且比较贴近时,距离只有5500万公里;而当两者严重不同步,分别位于太阳的两侧时,则距离超过4亿公里。因此探测火星需要两者轨道比较同步,距离最近的窗口时间。2020年就有一个最近的窗口期。今年年初是,预计有至少4个新探测器要飞向火星,但是目前俄欧的项目又传出因技术原因可能取消。俄方的火星探测器发射成功率不高也是全球公认。上次的萤火一号就是想搭俄方的便车却一起跟着栽了。现在胖五系列终于可以堪当大任,因此不需要再求人。今年发射后,将实现一次性的绕落巡。所谓的绕,就是让轨道器长期的围绕火星旋转,进行拍照和综合探测。
落自然是成功软着陆火星表面,并释放自主高智能探测巡视车。目前美国在火星探测上达到过的最高水平也不过是绕落巡。至今任何国家都还没有实现过从火星无人取样返回,甚至从火星卫星取样返回都没有实现过。这也等于谁谁家的火星项目基本是一步达到国际先进水平。超过三哥过去发射的,只拍摄了几张模糊不清照片就不知所踪的火星探测器不知道多少倍。这次谁谁家的火星轨道探测器上,将搭载高分辨率相机。计划围绕火星稳定旋转拍摄至少5年,甚至可能拍摄10年。因此完全可以把火星表面彻底拍摄一遍。其相机采用离轴三反系统。近地点轨道高度300公里,此时拍摄的火星地面物体分辨率为0.6米。规划光学视场角优于2°,同轨道高度等效幅宽最大。静态传递函数优于0.35,畸变优于0.1%。



至今其他国家获得火星地面影像的最高分辨率不过0.8米。因此谁谁的火星轨道器工作成功后,谁谁家将获得人类历史上最清晰完整的火星表面全部信息,达到世界领先水平。火星的表面没有海洋,而且地形比地球上更崎岖。火星上最高的山相对于大部分火星表面平原的高差超过2万米;而巨大的峡谷深度又超过了1万米。因此详细查清火星表面的所有地形地貌的细节,具有长远的意义。火星轨道相机达到世界领先水平的前提,其实是地球轨道相机从2016年开始,就已经提前达到了世界领先水平。因为当年实现了离轴三反相机的上星,从此以后 一直保持国际超一流。现在不过是把地球领先,升级到了火星和地球同时领先。离轴三反相机是卫星专用相机,技术非常复杂。那么什么是三反相机呢?很多人听说过单反相机。认为单反相机代表着高档相机。瀚海狼山(匈奴狼山)要说,其实卫星三反卫星相机比单反可高档N倍。



所谓的单反相机,就是指取景和拍摄本身都是用一个镜头和一套光学反射系统获得影像,因此单反相机的取景框里看到的影像是什么,拍摄出来的照片就是什么。不过卫星成像要复杂的多。卫星不但要拍摄大范围的影像,有时候还需要对重点地区拍摄高分辨率照片。而且卫星速度很快,拍摄影像会有畸变和位移,因此需要3套离轴光学系统。相当的高端复杂。