這段影像不到5秒，卻在最近橫掃全球各大主流媒體的首頁(yè)。

因?yàn)?，它是人類?strong>相機(jī)拍下的第三個(gè)星際天體—— 3I/ATLAS。

而創(chuàng)造這一奇跡的，是咱們的天問(wèn)一號(hào)！

準(zhǔn)確說(shuō)，是天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器上的高分辨率成像相機(jī)。

大家好我是火箭叔，今天咱們來(lái)拆開(kāi)這臺(tái)相機(jī)，看看它為什么能夠成功。

其實(shí)天問(wèn)一號(hào)的這臺(tái)相機(jī)，本職是給火星拍照的。至于拍下這個(gè)三千萬(wàn)公里以外的星際來(lái)客，根本就是一場(chǎng)不可能的任務(wù)。因?yàn)?I/ATLAS除了距離遠(yuǎn)，亮度還特別低、速度還特別快——比火星表面暗了數(shù)萬(wàn)倍、速度達(dá)到每秒幾十公里。舉個(gè)形象的例子，要在這種條件下把它“看清楚”，就好比在數(shù)千萬(wàn)公里外拍到一只飛過(guò)的蚊子，而且蚊子還不打燈。

那它是怎么做到的？

咱們先看硬件。天問(wèn)一號(hào)上有兩臺(tái)相機(jī)，一個(gè)是 中分辨率成像相機(jī)用來(lái)看全貌，另一個(gè)，就是這次立功的“高分辨率成像相機(jī)”。它的核心優(yōu)勢(shì)有三點(diǎn)：口徑大、像素高、控制穩(wěn)。首先，鏡頭口徑越大，能收集的光就越多，分辨率也越高。這和人眼一樣，瞳孔越大，看得越清。天問(wèn)一號(hào)的鏡頭口徑超過(guò)38厘米，焦距達(dá)到4.64米——它就像一支長(zhǎng)槍鏡頭，在太空中專盯目標(biāo)，不放過(guò)任何一縷光子。其次，它采用了高靈敏度的 CCD + CMOS 傳感器，具備極低的暗電流和噪聲。

在深空中，傳感器不是被陽(yáng)光曬，而是被冷卻到接近零下幾十度，這樣可以讓“底噪”降到極限，捕捉到極暗的信號(hào)。要知道，3I/ATLAS 反射回來(lái)的光子少得可憐，就像你用相機(jī)拍一根火柴的火光——但距離是地球到月球。第三，相機(jī)再好，也得“穩(wěn)”。天問(wèn)一號(hào)的姿態(tài)控制精度，可以達(dá)到毫弧度級(jí)，靠的是星敏感器、陀螺儀、反作用輪共同工作，保證在幾秒曝光時(shí)間內(nèi)，視線不會(huì)晃動(dòng)到哪怕一個(gè)像素。就像在飄浮的船上，用長(zhǎng)焦鏡頭對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)方的浮標(biāo)，還得保持不抖。

但是，即便有再好的硬件，還是不夠。因?yàn)檫@次的目標(biāo)太暗，單幀曝光再長(zhǎng)，也容易糊。于是科學(xué)家們想了個(gè)辦法——“短曝光多幀疊加”。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是把一次長(zhǎng)曝光，拆成成百上千次短曝光。每一幀都稍微有點(diǎn)噪聲、有點(diǎn)暗，但不會(huì)糊。然后再在地面上用算法對(duì)齊、疊加、去噪。這種方法叫圖像配準(zhǔn)與堆棧。它可以讓信噪比成倍提升。比如疊加 100 幀，就能讓信號(hào)清晰度提高 10 倍。最后再用“去卷積”算法，進(jìn)一步銳化細(xì)節(jié)。你看到的這張圖，其實(shí)是工程師和算法一起“手搓”出來(lái)的奇跡。

更難得的是，這次觀測(cè)根本不在任務(wù)清單上。天問(wèn)一號(hào)原本是火星環(huán)繞任務(wù)，它的主要工作是拍攝火星表面、傳回地形地貌數(shù)據(jù)。但團(tuán)隊(duì)在一次軌道窗口內(nèi)發(fā)現(xiàn)：3I/ATLAS 即將從火星軌道附近劃過(guò)。于是他們?cè)谟邢薜娜剂吓c通信資源下，緊急計(jì)算軌跡、重新編程、預(yù)指向目標(biāo)。簡(jiǎn)單說(shuō)，這是一次“臨場(chǎng)發(fā)揮”的科學(xué)機(jī)動(dòng)。這背后不僅是設(shè)備能力，更是工程師對(duì)深空任務(wù)的掌控力。而它的意義在于——我們用一臺(tái)原本“看火星”的相機(jī)，拍下了一位“來(lái)自銀河系外的訪客”。這代表的不只是靈活和巧思，更是系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)的勝利。

當(dāng)然，這也是一次中國(guó)深空任務(wù)的勝利。要知道，以前類似這樣的第一次，那必須是屬于NASA的呀，可這次，它去哪兒了？哦，還在問(wèn)聯(lián)邦政府要錢(qián)呢。其實(shí)幾乎在同一時(shí)間，NASA的火星勘測(cè)軌道飛行器上的相機(jī)也拍到了3I/ATLAS，并且它的口徑比咱們的相機(jī)更大，按理說(shuō)有著更清晰的成像。但是，由于聯(lián)邦政府停擺，這些圖像尚未公布。不好意思，這次我們先上桌了。它同時(shí)也說(shuō)明，在科學(xué)探索上，誰(shuí)能第一時(shí)間展示成果，往往不只是技術(shù)實(shí)力，也反映出執(zhí)行效率和決策機(jī)制的差異。

讓我們共同期待，未來(lái)有更多的第一次！