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多图预警:“好奇号”火星探测器发回无价精美图片

北极蚊子 2018-2-6 10:00

到目前为止,美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”火星科学实验室探测器登陆火星表面并开始探测工作已经超过2000天了。在这部复杂探测设备登陆火星之后的岁月里,“好奇号”火星探测器使用多种科研设备做出了无数的发现,这些设备包括了钻头、激光器,最值得说的是成像设备阵列,“好奇号”火星探测器通过成像设备拍摄了很多图片,发回地球的就有468926张。

以下就是“好奇号”火星探测器在过去数年中拍摄的24张火星图片。这24张具有宝贵科学价值的精美图片记载着“好奇号”探测器在火星的2000多个日日夜夜。

NASA“好奇号”火星探测器于2018年1月23日在火星表面使用火星手杆镜头成像仪拍摄的自拍照。拍摄的这一天,即“好奇号”火星探测器登陆火星之后的第1943个火星太阳日。火星太阳日全长24小时39分35.244秒,地球太阳日全长24小时,两者存在不同。这张图片是通过一系列的全景图片拼接而成的,背景中的天空也进行了手工扩展。

这张图片显示了火星沙丘顶端表面存在两种尺寸的由风塑造的波纹。地球上也存在着类似的沙丘及波纹,但地球的波纹要小一些。火星上较大的风塑波纹间距可达3米,这一类型的波纹在地球上未曾发现过,被认为是火星的独特类型波纹。NASA的“好奇号”火星探测器于2015年12月13日,也就是该探测器在火星表面开始工作的第1192个火星太阳日,使用桅杆相机对该地点拍摄了多张组件图片。该地点位于巴格诺尔德沙丘地区的纳米布沙丘,巴格诺尔德沙丘地区在夏普山西北山麓形成了一片黑暗的地带。

这张图片是“好奇号”火星探测器于2017年3月26日,即第1648个火星太阳日,使用桅杆相机拍摄的。

“好奇号”火星探测器稍作停留,之后向下驶去,对一个位于夏普山下部、昵称为“鹿皮”的目标岩石进行钻探。在停留之时,“好奇号”火星探测器于2015年8月5日拍摄了这张低角度自拍照,这张照片曾经于2015年8月19日进行过发布。“好奇号”火星探测器于第1065个火星太阳日使用火星手杆镜头成像仪拍摄了多张组件图片,这张图片就是使用多张图片组合而成的。

“好奇号”火星探测器于2015年4月15日,即第956个火星太阳日晚些时候,在火星的盖尔陨石坑拍摄到了这张日落的图片。

“好奇号”火星探测器于2012年9月9日开始出发进行探测时,对探测器左侧的两个轮子拍摄了近照。拍摄时,“好奇号”火星探测器位于火星夏普山的下部斜坡。

一年之后,NASA于2016年4月18日使用火星手杆镜头成像仪对探测器的轮子情况再次进行检查。图片显示的是“好奇号”火星探测器的左中及左后部的轮子,该探测器在第1315个火星太阳日拍摄这张照片,是为了对轮子状况进行检查。在2013年的探测过程中,探测器轮子的孔洞及撕裂情况进一步恶化,其原因是,“好奇号”火星探测器在2013年的穿越路线中布满了尖锐岩石,这一路线所处地带大约位于探测器2012年着陆于夏普山山脚的地点附近。“好奇号”火星探测器研究小组成员正在紧密观测着,轮子上的这些Z字形曲折齿片何时会开始发生断裂。地球上保留有同样的轮胎,这些轮胎的使用寿命测试工作显示,当轮子上的3个Z字形曲折齿片出现断裂情况时,该轮胎就已经消耗了60%的可用行驶里程。“好奇号”火星探测器装备有6个铝质的轮胎,直径为50厘米,宽度为40厘米。每个轮胎都拥有独立的驱动马达,位于探测器四角位置的轮胎还配备了转向马达。

NASA的“好奇号”火星探测器于2014年2月19日,即第548个火星太阳日,在行驶了100米的距离之后,使用探测器桅杆之上的导航相机向后拍摄了这张图片。图片中新形成的轮胎痕迹的右侧有一排裸露出地面的岩石,这种岩石被称为“峻达”岩石。这种岩石排列能够在地面形成条纹形状,火星轨道飞行器对这一地区拍摄的图片中可以看到这种条纹形成的痕迹。为了方便读者进行比例度量,特此注明:“好奇号”火星探测器的平行轮间距为2.7米。

NASA“好奇号”火星探测器拍摄的这张图片显示的是纳米布沙丘高度为4米的顺风面。拍摄地点位于火星夏普山西北山麓黑色的巴格诺尔德沙丘地带。“好奇号”火星探测器于2015年12月17日,即第1196个火星太阳日,使用导航相机拍摄了多张组件图片,进过拼接形成了这张图片。

这张图片是“好奇号”火星探测器于2016年10月30日使用桅杆相机拍摄的,图片中央的这个黑色、光滑表面的物体经“好奇号”火星探测器使用激光脉冲检测,确认为是一块成分为铁-镍的陨石。“好奇号”火星探测器的激光诱导击穿光谱化学摄像仪在陨石表面形成了可见的明亮光点。该陨石体积约为一个高尔夫球大小。该陨石按照缅因州的一个地区命名为“蛋石”。该地区位于缅因州的巴尔港,“好奇号”火星探测器于10月抵达了位于火星的夏普山的一片地区,NASA使用缅因州巴尔港附近的地名作为夏普山这片地区的命名主题。在地球上也经常能够发现铁镍成分的太空陨石,以前也曾经在火星上发现过这种化学成分的陨石,但这颗名为“蛋石”的石头是第一颗使用激光诱导击穿光谱化学摄像仪进行分析检查的陨石。本图片经过了颜色调整以及近似的白平衡调整,以便显示岩石及沙子在地球的白天光照条件下会呈现何种颜色。本图片使用的比例尺为5厘米。

这张使用桅杆相机拍摄的图片显示,夏普山莫瑞孤峰群地区的山腰裸露岩石、层状岩石。这一地区的孤峰群及平顶山矗立于火星地表之上,它们都是古老砂岩经腐蚀作用后的遗留产物,这些古老的砂岩是在火星夏普山形成之后由风吹沙粒沉积形成的。“好奇号”火星探测器于2016年上半年对被称为“斯廷森构造”的软层砂岩进行了近距离探测,当时,该探测器正在穿越位于两个莫瑞孤峰群暴露地区之间的诺克卢福高原。砂岩中的层状结构被称为交错层理,这种交错层理显示,砂岩是移动的沙丘在风的作用下沉积形成的。这张图片的拍摄时间为2016年9月8日,即第1454个火星太阳日。

“好奇号”火星探测器于2013年8月1日拍摄的这张图片显示,较大的火星卫星--火卫一弗伯斯正在从较小的火星卫星--火卫二戴摩斯前方穿过。在火卫一弗伯斯运行并遮挡火卫二戴摩斯期间及其之后,“好奇号”火星探测器使用桅杆相机设备中的远摄镜头照相机拍摄了一系列的图片。这张经过加工处理的图片叠加了多张火星卫星图片的信息,对这两颗卫星细微特征的可见性进行了增强处理。这两颗火星卫星之间的相对位置是根据发生相互遮挡之前的图片设定的。从图片中可以看见火卫一弗伯斯顶部的斯蒂克尼陨石坑。该陨石坑位于火卫一弗伯斯前面的半球位置。位于南部的霍尔陨石坑构成了图片左手边的一个明显特征。

这是一张鸟瞰图。NASA的火星勘测轨道飞行器于2015年4月8日拍摄的这张图片,显示了“好奇号”火星探测器穿过夏普山下部山麓的“艺术家之旅”峡谷时的情况。这张图片是使用火星勘测轨道飞行器的高解析度成像科学试验摄像机拍摄的。该图片显示,“好奇号”火星探测器在第959个火星太阳日行驶了23米之后的位置。图片顶部为北方,“好奇号”火星探测器的阴影向图片右方延伸。

这个黑色的小山被称为艾尔森山,高度大约为5米,艾尔森山下方为火星夏普山莫瑞构造的红色层状裸露岩石物质,NASA的“好奇号”火星探测器曾经于2017年2月勘探过一个线性沙丘,艾尔森山就位于该沙丘附近。研究人员于2017年2月2日,即第1598个火星太阳日,使用“好奇号”火星探测器的桅杆相机拍摄了多张图片,进过组合形成了这张图片。艾尔森山上方遥远之处的暗淡地平线是盖尔陨石坑的部分边缘。

这两张图片中显示的是,火星上的一枚历史长达一个世纪的分币。这个分币是NASA特意安装在“好奇号”火星探测器上,用作照相机校准的目标。探测器的火星手杆镜头成像仪于2012年9月9日,即第34个火星太阳日,拍摄了这张图片。“地质学家在研究工作中需要拍摄裸露岩石的图片,在拍摄图片的时候需要一个参照物来设定图片的比例尺,”火星手杆镜头成像仪首席研究员、圣地亚哥地区马林空间科学系统公司的肯恩·埃杰特说:“例如,地质学家在对整个的悬崖面进行拍照时,她会麻烦一个人站在镜头里作为参考。如果拍摄的距离很近,仅为1米,可能会使用一把岩石铁锤。如果是非常近距离的拍摄,例如火星手杆镜头成像仪进行的拍摄,就需要使用很小的、可以放进口袋的东西来作为参照物。一枚硬币就比较合适。”搭载于“好奇号”火星探测器的这枚古老硬币是埃杰特自掏腰包购置的。这是一枚由设计师维克多·大卫·布伦纳设计、1909年铸造的第一批印有林肯头像的分币,铸造这种硬币是为了纪念亚伯拉罕·林肯诞辰100周年,硬币的反面印有设计师维克多·大卫·布伦纳的首字母缩写“VDB”。这枚硬币放置于火星手杆镜头成像仪校准目标的顶端,地质学家通过这种有点不太正式的方式来知道图片中物体的具体尺寸。“每一个美国人都认识这种分币,看到之后立即就知道这种硬币的大小,通过与硬币进行比较,就能够知道同一张图片中的探测器硬件设备及火星物质的大小尺寸,”埃杰特说:“公众还能够观测该硬币在火星上的长期变化情况。它的颜色是否会发生变化?它是否会出现腐蚀现象?沙砾在风的吹拂下是否会在硬币表面形成孔或纹?”图片的右边也是同一个硬币,右边的这张图片拍摄于2017年12月2日,即第1892个火星太阳日,图片中还未发现任何的磨损现象,仅只有一点灰尘覆盖在硬币上。

“好奇号”火星探测器拍摄的这张图片显示,探测器于移动过程中在希登峡谷的沙砾地面上留下的车辙,拍摄时,探测器正在朝着火星夏普山的路线上行驶着。该图片拍摄于2014年8月4日,即第709个火星太阳日。

“好奇号”火星探测器在火星夏普山维拉鲁宾岭的有利位置,回头拍摄了这张详细的图片,图片中所示的地区就是该探测器开始探测任务的起点,本次任务将对盖尔陨石坑进行探测。这张图片也让人们能够从远距离来观察盖尔陨石坑的特征外貌。这张图片拍摄的方向是东北偏北,火星探测器使用桅杆相机设备中的远摄镜头照相机拍摄了8张图片,上述图片就是使用这8张图片结合形成的。这张合成图片的拍摄时间为2017年10月25日,即第1856个火星太阳日。“好奇号”火星探测器到达这一位置时,高度升高了327米,行驶里程已经距离着陆点17.63千米。

ASA的“好奇号”火星探测器在纳米布沙丘拍摄了这张自拍照,该探测器在拍摄之后还用轮子转动磨开沙层,采集了沙子样本以供实验室分析研究。这张图片的拍摄时间为2016年1月19日,即第1228个火星太阳日。

“好奇号”火星探测器拍摄的这个图片系列显示,在靠近“好奇号”火星探测器的这片黑色沙丘之上,火星沙尘暴正在从地平线之前掠过。探测器于2017年2月4日,即第1599个火星太阳日的夏日下午,利用导航相机拍摄到了这个观测图片系列。相机设定为广角模式,并聚焦于西南偏南方向,对黑色矩形框中的区域进行了多次拍照,拍摄时间跨度为数分钟,探测器通过拍摄对火星沙尘暴进行了认真研究。拍摄时间跨度出现沙尘暴活动最多的相关图片在本图片的插入区域进行了显示。图片的对比度进行过调整,以使得帧对帧之间的变化情况更容易被观察到。拍摄时,每过12秒钟拍摄两张图片,每对图片之间又设定了90秒钟的时间间隔。在合成图片的时候,进行过计时加速,但并非完全依照原有时间比例。无论是在火星上还是在地球上,沙尘暴都是一种由阳光对地面的加热效应形成的旋风,这种旋风能够在地表形成垂直空气流,气流从地表吸收了热量之后会朝高空移动。通过对火星沙尘暴的拍照及观察,我们进一步认识了火星风向、火星地表及大气层之间的相互作用关系。

“好奇号”火星探测器使用机器人机械臂上安装的火星手杆镜头成像仪,在电子灯光照明条件下拍摄了这张关于火星沙粒的照片,这些沙粒是通过筛子分类过的。图片区域面积大约为2.8厘米×2.1厘米。图片中的沙粒都属于体积较大的类型,这种类型的沙粒无法通过150微米的筛孔。这些沙粒来自于“好奇号”火星探测器在纳米布沙丘采集的第一批沙子样本。该样本的另外一些沙粒属于体积较小的类型,这种类型的沙粒能够通过150微米的筛孔,这些沙粒将被送到探测器搭载的实验室分析设备中进行检测研究。这张图片是通过焦点合并方式合成的,拍摄时间为2016年1月22日,即第1230个火星太阳日。

这张合成图片显示的是,火星夏普山的高地区域,“好奇号”火星探测器于2015年9月9日拍摄得到这张图片。在图片的前景部分,距离探测器3千米的位置有一道长长的山脊,山脊上富含赤铁矿,也就是氧化铁。更远处波浪起伏的台地区域富含粘土矿物。更远位置就是无数的土包状孤山,这些孤山富含硫酸盐矿物。火星夏普山地层中的矿物情况复杂多变,这种情况意味着早期火星环境曾经发生过激烈变化,在几十亿年前的变化过程中,这些地层都曾经暴露于水中。图片更远处的背景中显示的是,轻色调岩石构成的悬崖,这些岩石可能是在更为干燥的火星环境中形成的,目前受到了火星风的严重侵蚀。图片颜色经过了调整,以便使得这些岩石的颜色能够近似于它们在地球上的颜色,这样可以帮助地质学家考察岩石的种类及构成。图片还经过了照明情况的白平衡调整,以重点弥补火星上蓝色光线的缺失,调整之后火星的天空变得有点轻微发蓝,有的时候会给黑暗、黑色的岩石增加了一点蓝色涂层。

这张回首拍摄的照片显示的是,NASA“好奇号”火星探测器刚刚经过一个沙丘,拍摄设备是探测器的桅杆相机,拍摄时间为为2014年2月9日,即第538个火星太阳日。探测器于三天之前翻越了这个沙丘。沙丘高度为1米,沙丘分布于野狗山口的中部。

2015年7月30日,即第1060个火星太阳日,“好奇号”火星探测器将名为“鹿皮”的目标岩石钻了一个孔,以采集岩石内部的样本材料。钻孔直径比十美分的硬币稍小一点。钻孔形成的岩石粉末也被收集起来,随后被送到探测器内部装载的实验室设备中进行研究分析。2015年,“好奇号”火星探测器在进行钻孔时曾经出现过间歇性的短路问题,但这次钻孔工作没有出现任何短路问题的迹象。名为“鹿皮”的目标岩石位于火星夏普山的玛利亚斯山隘,“好奇号”火星探测器曾经在该区域发现了较为异常、浓度较高的硅元素及氢元素。

“好奇号”火星探测器于2016年3月9日,即第1276个火星太阳日,拍摄了一系列的图片,这些图片通过马赛克的形式镶嵌而成了这张火星地形全景图。

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