掐指一算,离家八个月的天问一号现在应该已经进入火星轨道了。去年国庆节,天问一号在路上发回一张深空自拍照,向祖国致敬的同时,也向大家问好。很多人很好奇天问一号到底是如何自拍的?今天我们就来揭秘一下吧!

从天问一号发回的照片中,我们可以看到它的整体结构,包括一个带着巨大太阳能帆板和通信天线的环绕器,以及被包裹起来的着陆器和巡视器组合体。如果以图中的五星红旗(尺寸为39cm×26cm)作为参考,整个组合体的体积之大可想而知。显然,这种角度的自拍不是“自拍杆+广角相机”的组合能够完成的。所以,天问一号需要带一个“自拍神器”。

这个“自拍神器”就是从天问一号上分离出去的“分离测量传感器”,通俗点说,它就是一颗类似相机的微小卫星。这颗微小卫星在离开天问一号的过程中,能够监测探测器的整体工作状态,为它进行全方位的拍照测量,记录下每一个珍贵时刻。

分离测量传感器没有复杂的姿态保持系统,为了尽可能完美地完成任务,它的前后各设置了两个广角镜头,离开天问一号后它将保持每秒1张的速度对天问一号进行拍摄。不过,由于这颗微小卫星没有巨大的天线,所以无法将这些图像数据直接传回地球,还需要借助超级Wi-Fi将图像数据传输给天问一号。随后,天问一号再择机将处理完的图像数据发回地球。

天问一号的拍摄过程:

这下你们知道航天“网红”的美丽自拍照到底是怎么拍成的了吧?!

说到这里,如果你们以为分离测量传感器发回美照只是为了晒遍全球朋友圈,那就太小瞧它了!它最重要的使命其实是从整体上监测天问一号的飞行状态。

自从2020年7月23日,天问一号从海南文昌航天发射场出发后,天问一号已经离地球很远,地面测控人员根本无法通过光学观测等手段对它进行监测。所以,分析分离测量传感器传回的图像数据就成为一种有效的监测手段。航天工程师们仿佛通过电磁波通信这条“风筝线”,遥控着已经躲在云后看不见的“风筝”。

其实,这种自拍技术的应用对于中国的航天器来说并非首次。有些与分离测量传感器功能类似的微小卫星甚至可以长期伴随主航天器飞行,又称伴飞卫星。我国天宫二号太空实验室在执行任务期间,释放了一颗伴飞小卫星,它能够利用高清相机长期拍摄天宫二号的整体情况,尤其是在与神舟十一号飞船对接期间发挥了重要作用。

高清影像不仅有助于为航天器交会对接提供直接的数据支持,也能为研发人员积累大量珍贵的数据,以便未来进一步提升相关技术。实际上,早在2008年的神舟七号载人任务中,伴飞卫星就已经开始应用。

伴飞卫星的应用非常广泛,除了我们前面介绍的光学成像功能之外,它们还能进行高速通信、天文观测、技术试验和科学试验等。2018年5月,洞察号着陆器从地球出发,与它一起前往火星的还有两颗小型伴飞卫星MarCO,昵称为“瓦力”和“伊娃”,每颗仅有不到10千克的重量。

传统的着陆器会在着陆期间自主记录所有数据,然后进行数据储存、压缩,再等待环绕器飞抵上空时择机将数据上传,最后由环绕器将数据发回地球,整个过程需要很长的时间,地球人想要目睹着陆盛况就需要一个漫长的等待期。伴飞卫星的出现很好地解决了这个问题,在洞察号着陆火星的过程中,伴飞卫星几乎是在“第一时间”为地球人进行了实况直播,人们很快就了解了洞察号的着陆和工作情况。所以说,伴飞卫星就是下一代深空通信技术的验证者。

最后不得不说,无论是天问一号携带的分离测量传感器,还是洞察号携带的新技术验证伴飞卫星,它们都没有足够的能力改变自己的轨道,所以注定在使命终结之后滑向深空结束自己短暂的一生。

太空中如何美美地“自拍”

图文简介

掐指一算,离家八个月的天问一号现在应该已经进入火星轨道了。去年国庆节,天问一号在路上发回一张深空自拍照,向祖国致敬的同时,也向大家问好。很多人很好奇天问一号到底是如何自拍的?今天我们就来揭秘一下吧!