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当一台原本用于勘测火星地表细节的探测器,突然将镜头转向3000万公里外飞驰而过的星际过客,这一瞬间的“跨域抓拍”难度堪比在数千万公里之外精准捕捉一只未点亮光源的蚊子——而这只“蚊子”,实则是一个直径超过10公里、以每秒58公里疾驰的庞然大物。
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正是天问一号及其搭载的高分辨率成像系统,完成了这项近乎不可能的任务,首次记录下人类发现的第三颗星际天体3I/ATLAS的真实影像,为深空观测史写下浓墨重彩的一笔。
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这颗于2025年7月1日由智利ATLAS天文台率先识别的星际访者,身份极为特殊。
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作为继“奥陌陌”和“鲍里索夫”之后,首个被完整追踪其轨道路径的外来天体,它拥有10至20公里的庞大身躯,体积远超“奥陌陌”数十倍,质量差距更是达到千万倍量级,堪称迄今发现的最大星际闯入者之一。

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更令人震撼的是它的飞行速度:每秒58公里的相对速度远高于太阳系逃逸阈值,甚至接近地球绕日运行速度的两倍,被誉为“银河系中最快的流浪者”。
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它诞生于30亿到110亿年前的遥远恒星系统,携带着原始星云物质,如同一枚穿越时空的宇宙信使,封存着银河系早期演化的关键信息,静待人类破译其中密码。
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此次成功拍摄,首要归功于探测器自身过硬的技术配置。
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执行任务的高分辨率相机采用了长期被欧美技术壁垒封锁的离轴三反射光学架构,彻底规避传统镜面设计中的中心遮挡问题,实现光线无损耗直达感光元件,成像对比度提升超过三成。
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配备38厘米通光口径与长达4.64米的有效焦距,这套设备宛如一杆伸向深空的精密狙击枪,能够敏锐捕获来自遥远天体极其微弱的反射光信号。
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更为关键的是其卓越的姿态稳定能力,依托星敏感器、高精度陀螺仪与反作用轮系统的协同调控,姿态控制精度可达毫弧度级别,相当于在一艘随波晃动的船上,用长焦镜头牢牢锁定数千米外漂浮的小标靶,全程保持画面稳定不偏移。
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而在深空接近零下百摄氏度的极寒环境中,这套系统反而获得天然冷却优势。
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其所采用的国产五波段TDI CCD及CMOS传感器,在低温条件下显著抑制暗电流与背景噪声,即便目标亮度比火星表面低一万至十万倍,仍可有效提取微弱光子信号。
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要知道,3I/ATLAS所散发的可见光强度,等同于从地月距离外观察一根火柴燃烧时的光芒,若无这套“深度制冷+低噪传感”的组合方案,任何成像尝试都将徒劳无功。
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仅有顶级硬件尚不足以确保成功,真正的决胜因素在于智能算法的强力支撑。
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由于目标移动极快,常规长时间曝光极易导致图像拖影模糊,科研团队创新性地采用“短时多帧叠加”策略,将单次曝光分解为数百乃至上千次瞬时拍摄,再通过精确的图像配准、堆叠融合与去噪处理完成重构。
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这一过程犹如对模糊影像实施“数字精修”,累计叠加百帧数据即可使信噪比提升十倍,结合去卷积锐化算法后,原本隐匿于背景中的天体轮廓逐渐显现,连彗核周围稀薄的彗发结构也清晰可辨。
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尤为难得的是,这次观测完全是计划外的即兴操作。天问一号的核心使命是环绕火星开展地质与大气研究,并未列入星际天体监测任务。
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2025年9月初,项目组监测到3I/ATLAS即将掠过火星轨道区域,迅速启动应急响应机制,在燃料余量有限、通信窗口紧张的前提下紧急调整轨道参数,重新编写指令序列并提前指向目标方位。
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最终在10月初的关键观测窗口内,连续获取30秒高质量影像序列,不仅分辨出直径约5.6公里的致密彗核,还完整揭示了横跨数千公里的彗尾分布特征。
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这种高度灵活的任务重构能力,展现了中国航天对复杂深空环境的精准驾驭水平,也是系统预留充分冗余设计的成功范例。
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本次行动还引发了一场意味深长的国际对照。
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几乎在同一时间段,NASA的火星勘测轨道飞行器(MRO)也利用其更大口径的HiRISE相机对同一目标进行了成像,理论上具备更高的空间分辨率潜力。
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但由于美国联邦政府阶段性停摆影响数据下行与发布流程,相关图像迟迟未能公开;相比之下,中方团队迅速完成数据处理并在第一时间对外公布成果,实现了科学发现的“首发落地”。
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这场时间差背后,不仅是技术水平的较量,更折射出不同航天管理体系在决策效率与应急响应上的深层差异。尖端科技一旦匹配高效组织机制,便能在探索竞争中赢得先机。
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值得一提的是,天问一号此次突破也为后续深空任务积累了宝贵经验。即将启程执行近地小行星采样返回任务的天问二号,正需要掌握这类针对暗弱、快速移动小目标的观测能力。
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而3I/ATLAS本身展现出的诸多奇特现象——如延伸达285万公里的巨大彗尾,以及方向背离太阳的异常喷流结构——为天体物理学家提供了绝佳的研究样本;其独特的氘氢同位素比例,进一步确证了其太阳系外起源的身份标签。
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从解析火星表面的古老河床,到揭开星际来客的神秘面纱,天问一号凭借一台相机实现了双重跨越。
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这场发生在三千多万公里外的“跨界追星”壮举,不仅打破了西方在深空光学探测领域的长期技术垄断,更标志着中国航天实现了从“追随者”到“同行者”乃至部分领域“引领者”的历史性转变。
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当3I/ATLAS继续携带着宇宙的记忆穿越黄道平面,天问一号传回的数据正帮助科学家解码亿万年前星系形成的故事;而未来,更多未知的星际奇迹,正等待中国深空探测器逐一揭晓。创奇迹,天问一号意外捕获星际天体真容,欧美封锁失败
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