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新一代的火星車 の23眼

11 月 03, 2017 天文資料庫, 專題文章 0

(蔡錦滔)

 

火星2020探索車有23隻「眼睛」

人類第一艘著陸火星的車是1997年的火星拓荒者號 (Mars Pathfinder)，它携帶了五部相機，其中兩部在降落器上，三部在車上：旅居者號 (Sojourner)。(圖一)


(圖一：旅居者號是第一艘在火星上行走的探測車。Credit: NASA)

 

自此之後，相機的技術不斷改進，相片感應的技術改良，令太空探索任務也變成一項商業市場。相機變得比從前細、拍攝的數量大幅提升，現在亦可以用手提電話拍攝高解像度的相片等等。
美國太空總署的火星2020計劃，也有劃時代的改進，探測車將會會便携更多「眼睛」，而它總共有23隻眼睛，可以用來拍攝闊視場畫面、探索大氣及協助其他科學研究 (圖二)。這個改變將有革命性的突破，例如火星車在降落火星時，在火星張開降落傘的一剎那，已經可以拍攝影像。還有一個照相機在車的內部，用作研究它們收集的樣本。

(圖二：火星2020探索車將有23隻眼睛。Credit:NASA/JPL-Caltech)

在火星2020探索車之前的計劃如精神號和機遇號，就帶有10部相機，而現時最先進、運作中的火星科學實驗室好奇號則有17部相機。

 

主要的攝影機 Mastcam-Z

2020年的火星探索車相對好奇號，包括更多色彩及立體技術的照相機。當中的2020’s Mastcam-Z，這是探索車的主要眼睛，Z 代表放大 (ZOOM)。這隻眼睛比好奇號的Mastcam，更厲害。
Mastcam-Z能夠支援3-D影像，可以在一個足球場那麼遠的距離搜尋地質形態或找出合適的泥土樣本。它將可協助發現地質形態的線索讓未來的科學家使用。(圖三)

(圖三：Mastcam-Z是火星2020探索車的主要相機，它將會包括一塊3:1 放大鏡 (3:1 zoom lens)，Credits: NASA/JPL-Caltech)

 

相片的顏色

精神號、機遇號和好奇號火星車的相機設計都是讓火星車在駕駛時，能計劃路線及避開危險，所以拍攝的影像為黑、白色的1M解像度相片。
而2020的新探索車，工程師已把相機更新至高解像度，可拍攝20M的彩色相片影像。這些鏡片視場更闊，可以減少拍攝多張相片才能夠知道四周環境的問題，讓探索車可以有更多時間去做科學研究，而不是浪費時間在躲避危險。
相機更有防震功能，即使在駕駛中，亦可以拍攝清晰影像。

(圖四：火星2020探索車，其中一組相機用作躲避危險。)

 

數據傳送

其中一個限制是傳送資料的限制。越大的像素及越多的相機，所要傳送的資料越多。但傳輸速度若不夠快，仍是解決不了問題。
美國太空總署將會利用軌道上運行的探測器去接收在火星上運行的探索車傳回的資料，接力把資料傳回地球。而這項技術早已在精神號和機遇號火星車上使用。
從前，他們預計每個火星日可接收大約數十Megabit的資料。但它們在軌道上的探測器最終可傳送超過100M的資料，科學家相信將來會有更高的資料傳輸，而圍繞火星的幾艘探測器將會支援火星2020計劃的資料傳輸接力的任務。

 

中國將會在2020年派出13項不同的探測器到火星

中國航天局也計劃在2020年在一次任務內派出13件探索火星的儀器，當中包括由一個降落器接送的6艘火星車、其他將會是一些軌道探測器及降落器等等，但詳情仍未正式公佈。

 

太空館講座系列「火星探索半世紀」

 如對火星探索有興趣的讀者，可參與2017年11 – 12月份在香港太空館舉辦的免費講座，內容豐富，萬勿錯過。
講者：
蔡錦滔先生（星匯點委員）、
梁榮傑先生（星匯點助理委員）、
林燕婷小姐（星匯點助理委員）
日期：
2017年11月27日（星期一）
2017年12月4日（星期一）
2017年12月11日（星期一）
2017年12月18日（星期一）
時間：晚上 7 時至8時30分
地點：香港太空館演講廳
講座系列：火星探索半世紀 (11月27日開始一連四個星期一)

星匯點委員。

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