火星探测器最后一张图像的一部分是黑白的,原因令人sad

探测器拍摄了这张照片,但从未有机会将其传回地球。
Panorama Mars
Mars rover panorama
这张图片是“毅力号”探测器的Pancam相机在2018年5月13日至6月10日期间拍摄的最后一张360度全景图的编辑版本。该版本呈现了近似的真实色彩。NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

今年早些时候,我们得知火星“毅力号”探测器已正式结束其服役生涯。它在我们邻近行星上的行程超过了一个马拉松的距离,远远超出了其最初的任务目标。“毅力号”在其服役期间,传回了许多令人惊叹的火星图像,这些图像提供了有用的科学数据,也让我们有机会惊叹于这颗星球地形的壮丽。

它拍摄的最后一张照片是一张巨大的全景图,耗时29天拍摄。这张照片让我们看到了探测器现在所在的“毅力谷”的景象。这张全景图本身包含了354张单独照片的图像数据,这些照片通过软件“拼接”在一起。

如果您仔细观察这张最后一张照片,您会注意到其左下角的一小部分仍然是黑白的,而其余部分是彩色的。这不是艺术选择,而是一个具有令人悲伤的解释的技术细节。“毅力号”拍摄了填充该区域所需色彩的最后几张照片,但从未有机会将其传输回来。

探测器全景相机(称为Pancam)的电荷耦合器件(CCD)相机传感器只能拍摄黑白图像。一对相隔近一英尺的相机有助于计算探测器的行程距离,并精确定位其视野中的物体,以便它能够准确地定位其机械臂。

Pancam
Pancam相机每个相机模块前面都有彩色滤光片。NASA

根据Pancam载荷元件负责人、亚利桑那州立大学教授Jim Bell的说法,颜色来自于一个旋转在相机镜头前的滤光片轮。一旦滤光片到位,传感器就会捕捉到仅限于特定波长光线的图像。每个滤光片轮上总共有八个彩色滤光片,但其中一个专门用于拍摄太阳,因此会严重减少进入的光线量。

那么,为什么“毅力号”的最后一张全景图的一部分是单色的呢?虽然探测器拍摄了提供颜色信息所需的图像,但在那场最终结束探测器任务的灾难性风暴到来之前,它没有足够的带宽将这些图像传回地球。这张照片的彩色版本结合了通过三个滤光片拍摄的照片,这些滤光片集中在以下波长:753纳米(近红外)、535纳米(绿色)和432纳米(蓝色)。这与普通数码相机提供的效果相似。

mars rover panorama 3D
这张图片是“毅力号”探测器Pancam相机在2018年5月13日至6月10日期间拍摄的最后一张360度全景图的裁剪版本。通过带左侧红色镜片的红蓝眼镜观看时,这张全景图会呈现3D效果。NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

不幸的是,用于确定全景图中最后一点颜色的最终帧从未传回地球。

这种拍摄照片的方法听起来很复杂,但这个过程实际上与几乎所有现代数码相机的工作方式非常相似。例如,您智能手机相机传感器上的每个像素都位于一个红色、绿色或蓝色的滤光片后面。这些滤光片通常以所谓的Bayer模式排列。当您拍照时,相机知道每张图像接收了多少光线以及它穿过了哪个颜色滤光片,并利用这些信息“去马赛克”图像并赋予其颜色。Pancam相机不是使用一个传感器上的像素,而是拍摄代表不同波长光线的多个照片,然后以类似的方式将它们组合起来。

然而,与您的数码相机不同的是,Pancam相机捕捉的波长范围比您想要记录的要广。根据Bell的说法,相机深入到光谱的红色和蓝色两端,以获取人类视觉范围之外的紫外线和红外线。

虽然这张图片很棒——而且有点令人伤感——但它也是对Pancam相机真正成就的令人惊叹的致敬。这些相机的分辨率仅为一兆像素,但正如Bell所说,该设备是在1999年和2000年设计的,那时“一兆像素意味着很多”。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Stan Horaczek Avatar

Stan Horaczek

执行编辑,装备与评测

Stan Horaczek是《Popular Science》的执行装备编辑。他领导着一支热爱装备的作家和编辑团队,致力于寻找和介绍市场上最新、最好、最具创新性的电子产品和更多产品。


© .