多虧了朱諾號！以下是如何為數百萬英里外的木星拍照的方法

世界已經愛上了NASA每隔幾個月發布的木星的壯觀圖片。但很少有人知道，獲取這些照片是一個漫長、複雜、甚至危險的過程。

為了拍攝這些照片，NASA「朱諾號」探測器上的鞋盒大小的照相機在多年的寒冷的太空荒原中倖存了下來，更不用說在多次飛行中，每隔幾個月就會近距離地靠近這個氣態巨星的有害磁場。

然後，它拍攝的圖像被傳送到數百萬公里外的太空，然後由世界各地的公民科學家編輯。

一開始，它們看起來並不像我們在網上看到的華麗的最終版本。

為了更好地理解這是如何發生的，我們採訪了負責JunoCam的科學家，以及一位幫助將這一切拼湊在一起的公民科學家——我們再也不會以同樣的方式看待這些照片了。

「木星是一個令人難以置信的地方，充滿了可怕的危險和精緻的美麗，」愛爾蘭公民科學家和自由藝術家肖恩·多蘭(Sean Doran)向《科學警報》解釋說。他編輯了數百張NASA的太空照片，

「每一次飛越都預示著至少有一些美麗的畫面。」

那麼它是如何工作的呢?「朱諾」號於2011年8月從卡納維拉爾角發射升空，自2016年年中抵達木星以來，它一直在用彩色圖片向我們展示這個巨大的氣體巨星。

這款相機被稱為「朱諾卡姆」(JunoCam)，是搭載在充滿感測器和機器的航天器上唯一可見的彩色「相機」。

「朱諾」的共同調查員、「朱諾」的儀器主管坎迪斯·漢森-科哈切克解釋說:「你肯定不能在店裡買到這種相機。」

「相機就是我們所說的推框可見成像儀。「推框」的意思是它一次能獲得幾條圖像，當你的相機安裝在旋轉的航天器上時，這是理想的。我們利用航天器旋轉，將攝像機的視野帶過木星，從而建立起每幅圖像的長維空間。

這看起來就像一堆行星煎餅，層層疊加在一起。

她補充說:「我們在探測器上安裝了紅色、綠色和藍色的濾光片……我們還安裝了甲烷濾光片，其波長比人類正常視野更長，可以用來研究雲的高度。」

「朱諾」號自抵達地球後，大約每兩個月就進行一次飛行，它的橢圓軌道使它接近4200公里(2600英里)，然後飛回離地球810萬公里的地方。「朱諾坎號」每次飛越都會拍攝12到20張照片。

這看起來可能不是很多，但是在至少6億公里的空間里拍攝照片並不是在公園裡散步。

跨越這些距離，即使是最微小的信息到達地球也需要一個小時甚至更長時間。

一旦flyby完成，「數據存儲在航天器上，最重要的工程和磁強計數據將首先被送回。」Hansen-Koharcheck說。

「然後我們開始對所有的儀器進行循環掃描，這意味著朱諾卡姆每小時能得到大約6分鐘的圖像。」

只要一切按計划進行，這需要幾天的時間來完成。

在木星極其惡劣的環境中，「朱諾號」號已經比任何人預想的都要長。

「朱諾」可以保護其大部分其他設備在厚重的屏蔽盒內。但是被困在木星磁場線中的帶電粒子(被稱為磁層)會損壞相機，無法用同樣的方式屏蔽。

強烈的磁層被認為會在第八次飛越時使相機停止工作，但是12點以後它仍然會繼續工作，每次都會提供更多的圖像以供處理。

一旦所有的圖像返回到地球，是時候進行編輯了，但實際上並不是NASA的科學家們投入了大部分的工作。

「我們和朱諾卡姆一起拍攝的照片絕對是有科學價值的。」例如，我們正在利用它們來研究環繞木星兩極的旋風。

「但是，「朱諾坎」的主要目的是為公眾提供一種參與特派團的手段。」

網上有一群人把這些扁平的行星拍下來，然後慢慢地把它們編輯成我們最終看到的圖片或視頻。

多蘭說:「我們與世界各地的人們進行了大量的合作。

「我是從直接進入圖像處理的最深處開始學習的，我犯了很多很多錯誤。」

社區在社交媒體和像UMSF(無人空間飛行網站)這樣的論壇上非常活躍。我喜歡分享新發現帶來的興奮。

公民科學家的技能水平決定了他們是研究「超級專家」已經處理過的眾多圖像中的一個，還是從行星煎餅開始。根據圖像系列的複雜程度，圖像處理時間可以在一小時到12小時或更長之間變化。

「與其他行星，尤其是像木星這樣的奇異天體的圖像打交道，有很大的主觀因素。」我們看到的是一個陌生的環境，我們還沒有完全理解它，因此從這些觀察中我們可以挖掘出很多詩歌。

「我通過一系列的色彩校正、曝光校正、手工修復和重新混合這些分層的編輯，使用一系列混合模式和鏡頭效果來接近自然的光潔度。」

「朱諾號」原定於2018年7月進行最後一次飛行，但NASA現在將任務延長了至少三年。

我們迫不及待地想看看接下來會發生什麼。

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