「好奇號」火星探測器發回無價精美圖片

到目前為止，美國國家航空航天局（NASA）的「好奇號」火星科學實驗室探測器登陸火星表面並開始探測工作已經超過2000天了。在這部複雜探測設備登陸火星之後的歲月里，「好奇號」火星探測器使用多種科研設備做出了無數的發現，這些設備包括了鑽頭、激光器，最值得說的是成像設備陣列，「好奇號」火星探測器通過成像設備拍攝了很多圖片，發回地球的就有468926張。

以下就是「好奇號」火星探測器在過去數年中拍攝的24張火星圖片。這24張具有寶貴科學價值的精美圖片記載著「好奇號」探測器在火星的2000多個日日夜夜。

NASA「好奇號」火星探測器於2018年1月23日在火星表面使用火星手桿鏡頭成像儀拍攝的自拍照。拍攝的這一天，即「好奇號」火星探測器登陸火星之後的第1943個火星太陽日。火星太陽日全長24小時39分35.244秒，地球太陽日全長24小時，兩者存在不同。這張圖片是通過一系列的全景圖片拼接而成的，背景中的天空也進行了手工擴展。

這張圖片顯示了火星沙丘頂端表面存在兩種尺寸的由風塑造的波紋。地球上也存在著類似的沙丘及波紋，但地球的波紋要小一些。火星上較大的風塑波紋間距可達3米，這一類型的波紋在地球上未曾發現過，被認為是火星的獨特類型波紋。NASA的「好奇號」火星探測器於2015年12月13日，也就是該探測器在火星表面開始工作的第1192個火星太陽日，使用桅杆相機對該地點拍攝了多張組件圖片。該地點位於巴格諾爾德沙丘地區的納米布沙丘，巴格諾爾德沙丘地區在夏普山西北山麓形成了一片黑暗的地帶。

這張圖片是「好奇號」火星探測器於2017年3月26日，即第1648個火星太陽日，使用桅杆相機拍攝的。

「好奇號」火星探測器稍作停留，之後向下駛去，對一個位於夏普山下部、昵稱為「鹿皮」的目標岩石進行鑽探。在停留之時，「好奇號」火星探測器於2015年8月5日拍攝了這張低角度自拍照，這張照片曾經於2015年8月19日進行過發布。「好奇號」火星探測器於第1065個火星太陽日使用火星手桿鏡頭成像儀拍攝了多張組件圖片，這張圖片就是使用多張圖片組合而成的。

「好奇號」火星探測器於2015年4月15日，即第956個火星太陽日晚些時候，在火星的蓋爾隕石坑拍攝到了這張日落的圖片。

「好奇號」火星探測器於2012年9月9日開始出發進行探測時，對探測器左側的兩個輪子拍攝了近照。拍攝時，「好奇號」火星探測器位於火星夏普山的下部斜坡。

一年之後，NASA於2016年4月18日使用火星手桿鏡頭成像儀對探測器的輪子情況再次進行檢查。圖片顯示的是「好奇號」火星探測器的左中及左後部的輪子，該探測器在第1315個火星太陽日拍攝這張照片，是為了對輪子狀況進行檢查。在2013年的探測過程中，探測器輪子的孔洞及撕裂情況進一步惡化，其原因是，「好奇號」火星探測器在2013年的穿越路線中布滿了尖銳岩石，這一路線所處地帶大約位於探測器2012年著陸於夏普山山腳的地點附近。「好奇號」火星探測器研究小組成員正在緊密觀測著，輪子上的這些Z字形曲折齒片何時會開始發生斷裂。地球上保留有同樣的輪胎，這些輪胎的使用壽命測試工作顯示，當輪子上的3個Z字形曲折齒片出現斷裂情況時，該輪胎就已經消耗了60%的可用行駛里程。「好奇號」火星探測器裝備有6個鋁質的輪胎，直徑為50厘米，寬度為40厘米。每個輪胎都擁有獨立的驅動馬達，位於探測器四角位置的輪胎還配備了轉向馬達。

NASA的「好奇號」火星探測器於2014年2月19日，即第548個火星太陽日，在行駛了100米的距離之後，使用探測器桅杆之上的導航相機向後拍攝了這張圖片。圖片中新形成的輪胎痕迹的右側有一排裸露出地面的岩石，這種岩石被稱為「峻達」岩石。這種岩石排列能夠在地面形成條紋形狀，火星軌道飛行器對這一地區拍攝的圖片中可以看到這種條紋形成的痕迹。為了方便讀者進行比例度量，特此註明：「好奇號」火星探測器的平行輪間距為2.7米。

NASA「好奇號」火星探測器拍攝的這張圖片顯示的是納米布沙丘高度為4米的順風面。拍攝地點位於火星夏普山西北山麓黑色的巴格諾爾德沙丘地帶。「好奇號」火星探測器於2015年12月17日，即第1196個火星太陽日，使用導航相機拍攝了多張組件圖片，進過拼接形成了這張圖片。

這張圖片是「好奇號」火星探測器於2016年10月30日使用桅杆相機拍攝的，圖片中央的這個黑色、光滑表面的物體經「好奇號」火星探測器使用激光脈衝檢測，確認為是一塊成分為鐵-鎳的隕石。「好奇號」火星探測器的激光誘導擊穿光譜化學攝像儀在隕石表面形成了可見的明亮光點。該隕石體積約為一個高爾夫球大小。該隕石按照緬因州的一個地區命名為「蛋石」。該地區位於緬因州的巴爾港，「好奇號」火星探測器於10月抵達了位於火星的夏普山的一片地區，NASA使用緬因州巴爾港附近的地名作為夏普山這片地區的命名主題。在地球上也經常能夠發現鐵鎳成分的太空隕石，以前也曾經在火星上發現過這種化學成分的隕石，但這顆名為「蛋石」的石頭是第一顆使用激光誘導擊穿光譜化學攝像儀進行分析檢查的隕石。本圖片經過了顏色調整以及近似的白平衡調整，以便顯示岩石及沙子在地球的白天光照條件下會呈現何種顏色。本圖片使用的比例尺為5厘米。

這張使用桅杆相機拍攝的圖片顯示，夏普山莫瑞孤峰群地區的山腰裸露岩石、層狀岩石。這一地區的孤峰群及平頂山矗立於火星地表之上，它們都是古老砂岩經腐蝕作用後的遺留產物，這些古老的砂岩是在火星夏普山形成之後由風吹沙粒沉積形成的。「好奇號」火星探測器於2016年上半年對被稱為「斯廷森構造」的軟層砂岩進行了近距離探測，當時，該探測器正在穿越位於兩個莫瑞孤峰群暴露地區之間的諾克盧福高原。砂岩中的層狀結構被稱為交錯層理，這種交錯層理顯示，砂岩是移動的沙丘在風的作用下沉積形成的。這張圖片的拍攝時間為2016年9月8日，即第1454個火星太陽日。

「好奇號」火星探測器於2013年8月1日拍攝的這張圖片顯示，較大的火星衛星--火衛一弗伯斯正在從較小的火星衛星--火衛二戴摩斯前方穿過。在火衛一弗伯斯運行並遮擋火衛二戴摩斯期間及其之後，「好奇號」火星探測器使用桅杆相機設備中的遠攝鏡頭照相機拍攝了一系列的圖片。這張經過加工處理的圖片疊加了多張火星衛星圖片的信息，對這兩顆衛星細微特徵的可見性進行了增強處理。這兩顆火星衛星之間的相對位置是根據發生相互遮擋之前的圖片設定的。從圖片中可以看見火衛一弗伯斯頂部的斯蒂克尼隕石坑。該隕石坑位於火衛一弗伯斯前面的半球位置。位於南部的霍爾隕石坑構成了圖片左手邊的一個明顯特徵。

這是一張鳥瞰圖。NASA的火星勘測軌道飛行器於2015年4月8日拍攝的這張圖片，顯示了「好奇號」火星探測器穿過夏普山下部山麓的「藝術家之旅」峽谷時的情況。這張圖片是使用火星勘測軌道飛行器的高解析度成像科學試驗攝像機拍攝的。該圖片顯示，「好奇號」火星探測器在第959個火星太陽日行駛了23米之後的位置。圖片頂部為北方，「好奇號」火星探測器的陰影向圖片右方延伸。

這個黑色的小山被稱為艾爾森山，高度大約為5米，艾爾森山下方為火星夏普山莫瑞構造的紅色層狀裸露岩石物質，NASA的「好奇號」火星探測器曾經於2017年2月勘探過一個線性沙丘，艾爾森山就位於該沙丘附近。研究人員於2017年2月2日，即第1598個火星太陽日，使用「好奇號」火星探測器的桅杆相機拍攝了多張圖片，進過組合形成了這張圖片。艾爾森山上方遙遠之處的暗淡地平線是蓋爾隕石坑的部分邊緣。

這兩張圖片中顯示的是，火星上的一枚歷史長達一個世紀的分幣。這個分幣是NASA特意安裝在「好奇號」火星探測器上，用作照相機校準的目標。探測器的火星手桿鏡頭成像儀於2012年9月9日，即第34個火星太陽日，拍攝了這張圖片。「地質學家在研究工作中需要拍攝裸露岩石的圖片，在拍攝圖片的時候需要一個參照物來設定圖片的比例尺，」火星手桿鏡頭成像儀首席研究員、聖地亞哥地區馬林空間科學系統公司的肯恩·埃杰特說：「例如，地質學家在對整個的懸崖面進行拍照時，她會麻煩一個人站在鏡頭裡作為參考。如果拍攝的距離很近，僅為1米，可能會使用一把岩石鐵鎚。如果是非常近距離的拍攝，例如火星手桿鏡頭成像儀進行的拍攝，就需要使用很小的、可以放進口袋的東西來作為參照物。一枚硬幣就比較合適。」搭載於「好奇號」火星探測器的這枚古老硬幣是埃杰特自掏腰包購置的。這是一枚由設計師維克多·大衛·布倫納設計、1909年鑄造的第一批印有林肯頭像的分幣，鑄造這種硬幣是為了紀念亞伯拉罕·林肯誕辰100周年，硬幣的反面印有設計師維克多·大衛·布倫納的首字母縮寫「VDB」。這枚硬幣放置於火星手桿鏡頭成像儀校準目標的頂端，地質學家通過這種有點不太正式的方式來知道圖片中物體的具體尺寸。「每一個美國人都認識這種分幣，看到之後立即就知道這種硬幣的大小，通過與硬幣進行比較，就能夠知道同一張圖片中的探測器硬體設備及火星物質的大小尺寸，」埃杰特說：「公眾還能夠觀測該硬幣在火星上的長期變化情況。它的顏色是否會發生變化？它是否會出現腐蝕現象？沙礫在風的吹拂下是否會在硬幣表面形成孔或紋？」圖片的右邊也是同一個硬幣，右邊的這張圖片拍攝於2017年12月2日，即第1892個火星太陽日，圖片中還未發現任何的磨損現象，僅只有一點灰塵覆蓋在硬幣上。

「好奇號」火星探測器拍攝的這張圖片顯示，探測器於移動過程中在希登峽谷的沙礫地面上留下的車轍，拍攝時，探測器正在朝著火星夏普山的路線上行駛著。該圖片拍攝於2014年8月4日，即第709個火星太陽日。

「好奇號」火星探測器在火星夏普山維拉魯賓嶺的有利位置，回頭拍攝了這張詳細的圖片，圖片中所示的地區就是該探測器開始探測任務的起點，本次任務將對蓋爾隕石坑進行探測。這張圖片也讓人們能夠從遠距離來觀察蓋爾隕石坑的特徵外貌。這張圖片拍攝的方向是東北偏北，火星探測器使用桅杆相機設備中的遠攝鏡頭照相機拍攝了8張圖片，上述圖片就是使用這8張圖片結合形成的。這張合成圖片的拍攝時間為2017年10月25日，即第1856個火星太陽日。「好奇號」火星探測器到達這一位置時，高度升高了327米，行駛里程已經距離著陸點17.63千米。

ASA的「好奇號」火星探測器在納米布沙丘拍攝了這張自拍照，該探測器在拍攝之後還用輪子轉動磨開沙層，採集了沙子樣本以供實驗室分析研究。這張圖片的拍攝時間為2016年1月19日，即第1228個火星太陽日。

「好奇號」火星探測器拍攝的這個圖片系列顯示，在靠近「好奇號」火星探測器的這片黑色沙丘之上，火星沙塵暴正在從地平線之前掠過。探測器於2017年2月4日，即第1599個火星太陽日的夏日下午，利用導航相機拍攝到了這個觀測圖片系列。相機設定為廣角模式，並聚焦於西南偏南方向，對黑色矩形框中的區域進行了多次拍照，拍攝時間跨度為數分鐘，探測器通過拍攝對火星沙塵暴進行了認真研究。拍攝時間跨度出現沙塵暴活動最多的相關圖片在本圖片的插入區域進行了顯示。圖片的對比度進行過調整，以使得幀對幀之間的變化情況更容易被觀察到。拍攝時，每過12秒鐘拍攝兩張圖片，每對圖片之間又設定了90秒鐘的時間間隔。在合成圖片的時候，進行過計時加速，但並非完全依照原有時間比例。無論是在火星上還是在地球上，沙塵暴都是一種由陽光對地面的加熱效應形成的旋風，這種旋風能夠在地表形成垂直空氣流，氣流從地表吸收了熱量之後會朝高空移動。通過對火星沙塵暴的拍照及觀察，我們進一步認識了火星風向、火星地表及大氣層之間的相互作用關係。

「好奇號」火星探測器使用機器人機械臂上安裝的火星手桿鏡頭成像儀，在電子燈光照明條件下拍攝了這張關於火星沙粒的照片，這些沙粒是通過篩子分類過的。圖片區域面積大約為2.8厘米×2.1厘米。圖片中的沙粒都屬於體積較大的類型，這種類型的沙粒無法通過150微米的篩孔。這些沙粒來自於「好奇號」火星探測器在納米布沙丘採集的第一批沙子樣本。該樣本的另外一些沙粒屬於體積較小的類型，這種類型的沙粒能夠通過150微米的篩孔，這些沙粒將被送到探測器搭載的實驗室分析設備中進行檢測研究。這張圖片是通過焦點合併方式合成的，拍攝時間為2016年1月22日，即第1230個火星太陽日。

這張合成圖片顯示的是，火星夏普山的高地區域，「好奇號」火星探測器於2015年9月9日拍攝得到這張圖片。在圖片的前景部分，距離探測器3千米的位置有一道長長的山脊，山脊上富含赤鐵礦，也就是氧化鐵。更遠處波浪起伏的台地區域富含粘土礦物。更遠位置就是無數的土包狀孤山，這些孤山富含硫酸鹽礦物。火星夏普山地層中的礦物情況複雜多變，這種情況意味著早期火星環境曾經發生過激烈變化，在幾十億年前的變化過程中，這些地層都曾經暴露於水中。圖片更遠處的背景中顯示的是，輕色調岩石構成的懸崖，這些岩石可能是在更為乾燥的火星環境中形成的，目前受到了火星風的嚴重侵蝕。圖片顏色經過了調整，以便使得這些岩石的顏色能夠近似於它們在地球上的顏色，這樣可以幫助地質學家考察岩石的種類及構成。圖片還經過了照明情況的白平衡調整，以重點彌補火星上藍色光線的缺失，調整之後火星的天空變得有點輕微發藍，有的時候會給黑暗、黑色的岩石增加了一點藍色塗層。

這張回首拍攝的照片顯示的是，NASA「好奇號」火星探測器剛剛經過一個沙丘，拍攝設備是探測器的桅杆相機，拍攝時間為為2014年2月9日，即第538個火星太陽日。探測器於三天之前翻越了這個沙丘。沙丘高度為1米，沙丘分布於野狗山口的中部。

2015年7月30日，即第1060個火星太陽日，「好奇號」火星探測器將名為「鹿皮」的目標岩石鑽了一個孔，以採集岩石內部的樣本材料。鑽孔直徑比十美分的硬幣稍小一點。鑽孔形成的岩石粉末也被收集起來，隨後被送到探測器內部裝載的實驗室設備中進行研究分析。2015年，「好奇號」火星探測器在進行鑽孔時曾經出現過間歇性的短路問題，但這次鑽孔工作沒有出現任何短路問題的跡象。名為「鹿皮」的目標岩石位於火星夏普山的瑪利亞斯山隘，「好奇號」火星探測器曾經在該區域發現了較為異常、濃度較高的硅元素及氫元素。

「好奇號」火星探測器於2016年3月9日，即第1276個火星太陽日，拍攝了一系列的圖片，這些圖片通過馬賽克的形式鑲嵌而成了這張火星地形全景圖。

來源：http://www.space.com

譯者：朱川

責編：鍾天意

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