毅力号火星车即将发射,是否配备最先进的“眼睛”?

美国宇航局火星2020“毅力号”火星车,拥有有史以来发送到火星这颗红色星球表面最先进的一双“眼睛”:它的Mastcam-Z仪器配备了新一代变焦功能,这将有助于任务更容易地制作3D图像。火星车操作员仔细规划每条行驶路线和火星车机械臂的每一个动作,通过3-D护目镜查看这些立体图像,以查看风景的轮廓。位于“毅力号”“头部”上的Mastcam-Z(Z代表“变焦”)是Mastcam的更高级版本。

美国宇航局(NASA)好奇号火星漫游车一直依赖Mastcam来制作火星景观的华丽全景。但它做的不仅仅是这些,Mastcam-Z也是如此:除了生成使公众能够跟踪火星车日常发现的图像外,这些相机还提供关键数据,帮助工程师导航,帮助科学家选择感兴趣的岩石进行研究。不同的是,好奇号的主摄像头不能变焦。好奇号的主摄像头最初被设计成可变焦,但事实证明,当时很难在这么小的仪器上实现这一点。

使用视图缩放

亚利桑那州立大学吉姆·贝尔(Jim Bell)是Mastcam-Z的首席研究员,也是Mastcam的副首席研究员,他说,最初的计划是让”好奇号“有一个变焦相机,可以像意大利面条一样,以极宽的角度拍摄,这将是一个令人惊叹的全景视角,但在当时被证明真的很难建造。取而代之的是,好奇号的主摄像头有一个长焦镜头和一个广角镜头。图像是通过每一个拍摄,并且可以组合在一起以产生立体视图。

但广角镜头在一张照片中拍摄的风景比望远镜镜头要多得多;它需要多达9张望远镜图像才能匹配。Persistance的Mastcam-Z简化了问题,可以对两个镜头进行变焦,直到它们匹配,可以用来制作单一的3-D图像。这既容易,也能减少向地球发送图像和数据。除了提供立体视图帮助选择最安全的路径外,Mastcam-Z还将帮助地质学家选择科学目标,并更好地了解发现岩石样本的景观。

科学家的眼睛

它们是从邻近悬崖边坠落的,还是是来自一条古老的小溪?Mastcam-Z将提供“超人视觉”,以各种颜色(光的波长)观察火星风景,包括一些人眼无法察觉的颜色。例如,用紫外线或红外线扫描地形,可能会发现表面点缀着金属陨石,或者颜色变化,表明成分需要其他仪器进行更详细的分析。Mastcam-Z不是光谱仪,也就是说,它是一种利用光进行详细科学分析的仪器。

可以提供其他仪器将跟进的矿物线索。该相机系统还可以观测太阳和天空,观察火星卫星穿过太阳的情况,并测量沙尘暴和云形成随季节的变化。“毅力”号将从着陆点火星杰零陨石坑传回景象,对于那些在任务中工作的人和跟随它的每一个人来说,都将同样重要这就是为什么有计划在公共网站上分享业余社区制作的Mastcam-Z图像和镶嵌图。

重要的是,公众要有主人翁意识,Mastcam-Z图像属于我们所有人。Persistance是一位体重约2260磅(1025公斤)的机器人科学家。火星车的天体生物学任务,将寻找过去微生物生命的迹象。它将描述地球的气候和地质特征,为未来返回地球收集样本,并为人类探索这颗红色星球铺平道路。