这段影像不到5秒,却在最近横扫全球各大主流媒体的首页。

因为,它是人类用相机拍下的第三个星际天体—— 3I/ATLAS。
而创造这一奇迹的,是咱们的天问一号!
准确说,是天问一号环绕器上的高分辨率成像相机。
大家好我是火箭叔,今天咱们来拆开这台相机,看看它为什么能够成功。
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其实天问一号的这台相机,本职是给火星拍照的。至于拍下这个三千万公里以外的星际来客,根本就是一场不可能的任务。因为3I/ATLAS除了距离远,亮度还特别低、速度还特别快——比火星表面暗了数万倍、速度达到每秒几十公里。举个形象的例子,要在这种条件下把它“看清楚”,就好比在数千万公里外拍到一只飞过的蚊子,而且蚊子还不打灯。
那它是怎么做到的?
咱们先看硬件。天问一号上有两台相机,一个是 中分辨率成像相机用来看全貌,另一个,就是这次立功的“高分辨率成像相机”。它的核心优势有三点:口径大、像素高、控制稳。首先,镜头口径越大,能收集的光就越多,分辨率也越高。这和人眼一样,瞳孔越大,看得越清。天问一号的镜头口径超过38厘米,焦距达到4.64米——它就像一支长枪镜头,在太空中专盯目标,不放过任何一缕光子。其次,它采用了高灵敏度的 CCD + CMOS 传感器,具备极低的暗电流和噪声。
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在深空中,传感器不是被阳光晒,而是被冷却到接近零下几十度,这样可以让“底噪”降到极限,捕捉到极暗的信号。要知道,3I/ATLAS 反射回来的光子少得可怜,就像你用相机拍一根火柴的火光——但距离是地球到月球。第三,相机再好,也得“稳”。天问一号的姿态控制精度,可以达到毫弧度级,靠的是星敏感器、陀螺仪、反作用轮共同工作,保证在几秒曝光时间内,视线不会晃动到哪怕一个像素。就像在飘浮的船上,用长焦镜头对准远方的浮标,还得保持不抖。
但是,即便有再好的硬件,还是不够。因为这次的目标太暗,单帧曝光再长,也容易糊。于是科学家们想了个办法——“短曝光多帧叠加”。简单说,就是把一次长曝光,拆成成百上千次短曝光。每一帧都稍微有点噪声、有点暗,但不会糊。然后再在地面上用算法对齐、叠加、去噪。这种方法叫图像配准与堆栈。它可以让信噪比成倍提升。比如叠加 100 帧,就能让信号清晰度提高 10 倍。最后再用“去卷积”算法,进一步锐化细节。你看到的这张图,其实是工程师和算法一起“手搓”出来的奇迹。
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更难得的是,这次观测根本不在任务清单上。天问一号原本是火星环绕任务,它的主要工作是拍摄火星表面、传回地形地貌数据。但团队在一次轨道窗口内发现:3I/ATLAS 即将从火星轨道附近划过。于是他们在有限的燃料与通信资源下,紧急计算轨迹、重新编程、预指向目标。简单说,这是一次“临场发挥”的科学机动。这背后不仅是设备能力,更是工程师对深空任务的掌控力。而它的意义在于——我们用一台原本“看火星”的相机,拍下了一位“来自银河系外的访客”。这代表的不只是灵活和巧思,更是系统冗余设计的胜利。


当然,这也是一次中国深空任务的胜利。要知道,以前类似这样的第一次,那必须是属于NASA的呀,可这次,它去哪儿了?哦,还在问联邦政府要钱呢。其实几乎在同一时间,NASA的火星勘测轨道飞行器上的相机也拍到了3I/ATLAS,并且它的口径比咱们的相机更大,按理说有着更清晰的成像。但是,由于联邦政府停摆,这些图像尚未公布。不好意思,这次我们先上桌了。它同时也说明,在科学探索上,谁能第一时间展示成果,往往不只是技术实力,也反映出执行效率和决策机制的差异。
让我们共同期待,未来有更多的第一次!
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