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陈晨晨观察充满未知的火星，毅力号将用它的23只“眼睛”


陈晨晨观察充满未知的火星，毅力号将用它的23只“眼睛”
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毅力号火星漫游车遥感桅杆的头部特写 。 桅杆头部包含超级分析相机（SuperCam ， 它的镜头位于顶部较大的圆形开口中） 。 桅杆头下方的灰色框 ， 有两个桅杆变焦相机系统 。 在这些成像仪的外侧 ， 还有漫游车的两个导航相机（NavCam） 。
图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工
再过两个多月 ， 美国航天航空局（NASA）的毅力号（Perseverance）火星漫游者就要发射升空了 ， 它将拥有有史以来最先进的“眼睛” ， 对这颗“红色星球”（RedPlanet）的表面进行观察 。 桅杆变焦相机系统（Mastcam-Z ， Z在这里代表“zoom” ， 即变焦）具有下一代变焦功能 ， 这能让毅力号任务更轻松地进行3D成像 。 火星车的操作员仔细规划了毅力号的每条行驶路线 ， 以及车上机械臂的每一次移动 ， 他们将能通过3D眼镜查看这些立体图像 ， 观察火星上独特的风景 。
桅杆变焦相机系统位于毅力号的“头部” ， 是桅杆相机（Mastcam）更高级的版本 ， NASA的好奇号（Curiosity）火星探测车就是用桅杆相机来绘制的精美火星全景图 。 但是 ， 桅杆相机的作用远不止于此 ， 桅杆变焦相机系统的功能就更多了：除了制作出火星图片 ， 让普通大众能查看火星车的日常发现外 ， 这些相机还提供了关键数据 ， 帮助工程师进一步对火星车进行导航 ， 同时让科学家更好地选择有趣的岩石进行研究 。 两种成像系统的区别就在于 ， 好奇号的桅杆相机不能变焦 。
这张图片显示了桅杆相机系统的3D打印模型 ， 桅杆相机系统是NASA毅力号火星漫游车上的科学相机之一 ， 它将包含一个3：1的变焦镜头 。
图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工
随视野变焦
在最初的设计中 ， 好奇号的桅杆相机是具备变焦功能的 ， 但事实证明 ， 在当时用如此小尺寸的仪器是很难实现的（好奇号于2011年发射升空） 。
【陈晨晨观察充满未知的火星，毅力号将用它的23只“眼睛”】桅杆变焦相机系统的首席研究员和桅杆相机的副首席研究员、来自亚利桑那州立大学（ArizonaStateUniversity）的吉姆?贝尔（JimBell）说：“最初的计划是给好奇号配备一个变焦相机 ， 让它可以像‘意大利面西部片’（SpaghettiWestern）中的视角那样在极大的广角范围内进行拍摄 。 这个相机本来可以拍下一个令人惊叹的火星全景图 ， 但事实证明当时的条件下我们很难做出这样的相机 。 ”
（译者注：SpaghettiWestern翻译过来是“意大利面西部片” ， 又称“意大利西部片” ， 是美国电影工业最早对意大利出品西部片的称谓 ， 而意大利人则称之为“westernall’italiana” 。 意大利西部片的兴盛时期为1960年代到1970年代中期 ， 讲述的是美国西部的传奇故事 ， 电影中应用了较多的变焦镜头 。 ）
取而代之的是 ， 好奇号的桅杆相机配备了一个远摄镜头（telephotolens）和一个广角镜头（wide-anglelens） ， 每张图像是单独拍摄的 ， 可以合并生成立体视图 。 但是广角镜头一次拍摄到的火星表面景观要远多于远摄镜头 ， 最多的时候 ， 一张广角图像需要匹配9张远摄图像 。
毅力号的桅杆变焦相机则简化了这一过程 ， 两个镜头会进行变焦 ， 直到两者能匹配用于制作单个3D图像为止 。 这样一来不仅操作流程更容易 ， 向地球发送的图像和数据也更少 。
这张图显示了NASA毅力号漫游车上的23台相机 ， 其中很多都是好奇号上相机的升级版本 ， 还有一些是额外新增的 。
图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工
图片汉化：哇喳
科学家之眼
除了能为操作员提供立体视图 ， 更好地选择出最安全的行进轨迹 ， 桅杆变焦相机还可以帮助地质学家选择出科学研究的目标 ， 更好地了解观察到的岩石样本所在处的火星地质：它们是否是从相邻的悬崖边掉落下来的？是否来自一条古老的水源？


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