主题:天问要问天 -- 心有戚戚
一张照片说出那么多道道。得把你当大贼防。
祝融马上就要迈出火星第一步,这一刻会被记录下来,就像玉兔2号踏上月球背面。
祝融发回的第一张全色黑白照片是避障相机所摄。避障相机前后各两台,用广角镜头对进退方向进行观察。
在火星上,避障相机让祝融尽量避开每一块尖锐的石头,以免弄伤“脚”,免得像好奇号火星车,两年就作拿破轮状、准备养老。
首张黑白照片上面有祝融的右前轮,所以拍摄的应该是右前方的避障相机。导轨上有防滑条,和金属车轮横凸纹“咬合”,让祝融不用担心会坐滑滑梯。祝融踏上火星的那一刻有至少7台相机从各种角度拍摄。着陆器平台左前方有一个专门拍摄祝融“证件照”的相机,那时会拍摄到祝融下平台过程中的底盘。靠近祝融有两个3镜头装置,错开角度放置,每个镜头管60度,6个做到360度无死角,可以拍到祝融绕着着陆器平台画圈。
下导轨的时候,避障相机前后配合、保证祝融安全接地气。这一步祝融在地球上已经训练了好多次了:为了模拟火星重力,还套上了减重力索和传力构件, 让六个轮子和导轨的受力和真实情况一致。那时,处在胚胎阶段的祝融还没装太阳能电池、靠着脐带供电呢。
着陆器平台上也没有安装太阳能电池,这些相机又是如何得到电源,所拍摄的影像又如何上传地球?平台上用了一次性的锂氟化碳电池组,对着陆器在和环绕器分离后供电。和锂离子电池相比,锂氟化碳电池是锂金属电池,不能充电,但较轻(减重了5公斤),而且比较耐受高低温,可长寿命贮存和大电流放电。在“恐怖9分钟”里,锂氟化碳电池组大电流放电,保证着陆器上的控制系统,雷达和摄像头的工作,功不可没。目前,着陆器平台上的电池发挥余热,供电给多个相机给祝融摄像。着陆器平台上也有特高频UHF天线,和祝融上的天线通连就可分享照片和录像。这些影像再由祝融通过天问一号的中继传到地球,我们就可以看到祝融在火星上的行动了。
不知道这是不是最佳方案,但是总觉得从轨道下来风险比较大,比如万一风大给吹翻了怎么办?下滚过程中轮子和轨道位置出现错位怎么办?我估摸着轮子是固定在轨道起始点,但是在整个着陆器从天上下来的时候,震动也许会导致轮子和轨道之间的少许错位。
我是在想,着陆器下面的几条腿收短一些是不是就可以随意从平台任何方向下来了?
祝融运气比较好,降落的位置比较平坦。即使这样,右侧坡道远端不远处就有一块小石头。如果坡道远端搁在那上面的确会增加不稳定的风险(比如祝融走到一半,坡道从石头上滑落)。
大风的因素相对较小,因为火星上的大气密度只有地球上的百分之一,而且现在是火星北半球的春夏季,一般不会发生沙尘暴。
着陆器的四条腿不是液压的,伸出后为了吸震只能阻尼缩进,而不能调节高度。
虽然有些风险因素,有了两只玉兔的成功经验和大量的地面试验,祝融的第一步一定会迈得很稳。
地面试验的时候,只有板作配重,没有装太阳能电池。
会工作一段时间,然后失效?
上面也没有其它科学仪器。
祝融的尾部装了一个像日晷一样的装置,其实就是多光谱相机的定标板。上面的像火柴的突出物体是阴影杆,类似于日晷上的针,用来确定阳光入射角度。祝融降落的位置在北纬25.1度,而火星自转轴倾斜角度是25.19度。同样巧的是,现在2021年5月中下旬也是火星上的春末,这样太阳在祝融所在地正午的入射角在15度左右。照片上阴影的长度约杆身长度的四分之一左右,可知照片拍摄的时间差不多就是正午,而祝融在着陆器平台上的朝向是面北背南。围绕定标板阴影杆的是灰度环,四周还放置四个彩色块。 阴影柱由铝制成,并涂有超低反射率的黑色涂料。灰度环由反射率较高的烧结氧化铝和反射率较低的釉面哑光硅酸铝组成。彩色块由釉面哑光硅酸铝制成,顺时针方向有红色,绿色,蓝色和黄色。
祝融桅杆顶部中间的多光谱相机对火星岩石成像时检测到的反射光谱与光源和反射率相关。太阳光谱和火星到太阳的距离是已知的,但是经过含尘大气不同角度的“过滤”,火星表面光线照度每时每刻都在变化。定标板能为多光谱相机所摄照片确定当时的照明条件。在对岩石照相时,祝融可以原地旋转、让尾部对准目标。这样,多光谱相机至少在一张照片中会将岩石区域和定标板一起摄入。这较短的时段里,光线条件相差很小,同组照片都可以用定标板上的标准校色。
祝融的多光谱相机覆盖的光谱包括可见光到近红外的9个波段。它在可见光波段获取标准的红-绿-蓝的彩色图像,再通过其它8种近红外滤光片,对每个像素进行标注。祝融将多光谱照片回传后,地面科研人员通过相同的滤镜将这些图像与当时定标板的图像一起显示。由于定标板上彩色块和灰度环的反射率已知,他们可以计算出火星岩石不同光谱下的反射率。这种精确的图像信息能够分辨出不同的矿物和岩石类型、以识别感兴趣的目标让祝融用激光光谱仪等进行详查。
5月22日10时40分许,在北京航天飞行控制中心,一名工作人员正在拍摄祝融驶离着陆平台画面。箭头指示火星车向北偏西一点走下平台。
此时天问一号环绕器在近弧段祝融的上空,实时将画面和遥测数据传递回地球。
还是多相机直播,有右侧前向避障相机A的截图为证:
祝融迈出关键一步,走了0.522米,纪念5月22日这个迈上火星的日子。
下图前后都有两台避障相机,视角略有不同,有三维效果。
祝融桅杆顶部的那对导航相机分开较远,彩色高分,更加适合三维成像。
所获360度全景图像最适合VR眼镜,以后一定会让我们身临其境。
期待两器对拍时能有清晰大图。