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揭秘中国“天问一号”新作品：边“跑”边给火星卫星拍下“肖像照” |
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中国天问一号火星探测器赴太空“上班”两年了，23日，它交了一幅作品——火星卫星火卫一的状似土豆的“肖像照”，这是中国首次实施火卫一成像探测，为科学家开展其地形地貌、运行规律等研究提供了珍贵数据。
图像显示，火卫一是一个形状不规则的小天体，呈土豆状。它是火星两颗天然卫星之一，要拍到它的“肖像”，“天问一号”可下了一番功夫。
相距5100公里的拍摄
中国于2020年7月23日开启首次自主火星探测任务，天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成。
天问一号环绕器运行在穿越火星南北极方向的轨道面上。火卫一在接近火星赤道面的轨道上，绕着火星进行周期飞行。
这样一来，绕火星竖直运行的人造卫星天问一号和绕火星水平飞行的天然卫星火卫一就会周期性地“相遇”，也就是会有一段“交会”的窗口期。
此次天问一号环绕器准确捕捉到“交会”窗口，在距离火卫一5100公里处，完成了这次宇宙大片的拍摄。
“摄影师”边“跑”边拍
这次的“摄影师”是环绕器高分相机内部的一个小面阵探测器，其有效视场不足0.3度。
环绕器和火卫一处于快速飞行过程，在其周期性的“相遇”时刻，“摄影师”即便将整个0.3度视场的中心完全对准火卫一，从火卫一进入视场到飞出视场，也只有6秒左右的时间，如果环绕器角度稍有偏差，则有可能连火卫一的身影都捕捉不到。
“这相当于摄影师扛着照相机一边跑步，一边给另一个高速运动的物体拍照，而且相机的视场还很小，其中的难度可想而知。”中国航天科技集团八院火星环绕器副总设计师朱庆华说。
精准捕捉“瞬间影像”
中国航天科技集团八院抓总研制了天问一号环绕器。任务实施前，该研制团队首先精确计算了轨道“交会”点，并要确认对应时间的光照条件是否满足拍摄需求。
实施过程中，环绕器通过大角度姿态机动控制，调整角度，确保高分相机小面阵探测器的视场中心能够瞄准拍摄窗口，并保持稳定。
而且，由于火星任务的器地时延，整个姿态机动、准确拍摄、恢复控制的过程均由天问一号环绕器全自主完成。
“可以说，为了获取这一瞬间的火卫一影像，算得准、指得稳、控得住、拍得好，缺一不可。”朱庆华说。(完)
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