2020年7月,中国Tianwen-1任务抵达环绕轨道,由六个机器人元件组成:一个轨道飞行器、一个着陆器、两个可展开摄像机、一个远程摄像机和Zhurong漫游者。
作为一系列星际任务中的第一个中国国家航天局(CNSA),该任务的目的是调查火星的地质和内部结构,表征其大气层,并寻找火星上有水的迹象。
与目前探索火星的许多轨道飞行器、着陆器和漫游车一样,天问一号也在寻找火星上(过去和现在)生命存在的可能证据。
天问一号任务探索火星近1298天,轨道飞行器获取了无数火星表面遥感图像。感谢中国科学院 (CAS) 的研究团队将这些图像组合起来,创建了第一个火星高分辨率全球彩色图像图空间分辨率大于 1 公里(0.62 英里)。这是目前最高分辨率的火星地图,可以作为全球基础地图,支持有一天的载人任务。
该团队由中科院李春来教授领衔。中国国家天文台(NOAC)和月球探测与空间工程中心的张荣桥教授。多名来自该公司的同事也加入了他们的行列。月球与深空探测重点实验室, 这光学电子研究所, 这中国科学院大学,以及上海技术物理研究所。论文详细介绍了他们的研究,“天问一号76米像素全局彩色图像数据集和火星地图,”最近出现在杂志上科学通报。
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使用之前六次任务中的仪器获取的遥感图像创建了几张火星全球地图。其中包括视觉成像系统水手9号探针、维京 1 和 2轨道飞行器火星轨道器相机-广角(MOC-WA) 搭乘火星全球探测者号(MGS)、环境相机 (CTX)火星勘测轨道飞行器(MRO),高分辨率立体相机(HRSC) 的火星快车(墨西哥),以及热发射成像系统(泰米斯)关于火星奥德赛轨道飞行器。
然而,这些地图的空间分辨率均明显低于 CAS 团队使用天问一号轨道飞行器获取的图像创建的图像。例如,MGS MOC-WA 阿特拉斯马赛克在可见光波段具有每像素 232 米(每像素 280 码)的空间分辨率,并且THEMIS 全球马赛克火星奥德赛任务的红外波段空间分辨率约为 100 m/像素(~110 ft/像素)。虽然MRO 全球 CTX 马赛克火星的可见光波段覆盖了火星表面的99.5%(北纬88°至南88°),空间分辨率约为5 m/像素(5.5码/像素)。
还缺乏空间分辨率为一百米(110 码)或更高的火星全球彩色图像。在全局彩色图像方面,火星维京彩色全局马赛克 v1 和 v2 的空间分辨率分别约为 925 m/像素和 232 m/像素(约 1010 和 255 码/像素)。
与此同时,MoRIC仪器在天问一号轨道飞行器执行的超过284个轨道中获取了14,757张图像,空间分辨率在57至197 m(62至215码)之间。
与此同时,天问一号火星矿物光谱仪总共获得了325条可见光和近红外波段的数据,空间分辨率从265到800 m(290到875码)不等。
收集到的图像还实现了火星表面的全球覆盖。李春来教授、张荣桥教授和他们的同事利用这些数据处理了图像数据,从而绘制出最新的火星全球地图。该团队还利用束平差技术对原始轨道测量数据进行了优化。
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通过将火星视为一个统一的调整网络,该团队能够将各个图像之间的位置偏差减少到小于一个像素,并创建一个“无缝”的全局马赛克。
火星表面的真实颜色是通过 MMS 获取的数据实现的,而颜色校正则实现了全局颜色的均匀性。这一切随着发布天问一号火星全球彩色正射马赛克76 m v1,其空间分辨率为76 m(83码),水平精度为68 m(74码)。
该地图是目前分辨率最高的火星真彩全球地图,显着提高了以往火星地图的分辨率和颜色真实性。
这张地图可以作为其他航天机构和合作伙伴组织的地理参考,以更高的分辨率和细节绘制火星表面地图。航天机构还可以利用它为未来的机器人探索者选择地点,这些机器人探索者将继续寻找有关火星过去的线索。
当 NASA 和中国计划在 2030 年代初或 2040 年代开始发射载人火星任务时,它也可能派上用场。