天问一号，如何拍下星际来客？

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。

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。

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。

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！