“天神”美图能看出多少门道
27.10.2016 20:20
本文来源: 科学技术委员会
天宫二号伴星拍摄的组合体红外图像时间：2016年10月23日07时31分10秒距离：4米阴影区(中国科学院供图)
昨天，记者从中国科学院获悉，天宫二号的“自拍神器”———伴随小卫星目前已回传了红外和可见光的高清图像。尤其是可见光照片，让我们看到了天宫二号和神舟十一号组合体在太空中的“全身照”。
“照片太漂亮了!”一张张看起来简单的灰度照片，却让中科院微小卫星创新研究院伴星型号总设计师兼总指挥陈宏宇兴奋不已。他一边在北京航天飞行控制中心坐镇指挥，一边通过电话，向记者解释了其中的奥妙。
“天宫”表面很细的电缆也看得见
北京时间10月23日早晨7点31分，伴随小卫星从天宫二号上成功释放，利用携带的可见光相机和红外相机，它对天宫二号和神舟十一号组合体进行第一次拍摄。目前，第一次拍摄的红外和可见光图像已经回传。
陈宏宇说，这一幅幅像素高达2500万的黑白照片，就是伴星卓越性能的最生动表现。伴星所携带的可见光相机，相机镜头视场只有7度，相当于一个小型望远镜头。所以，要为身长接近20米的天神组合体拍全身照，必须在300米开外。
“在这么远的距离，还能对准目标且不晃，并配合相机的曝光控制，的确不容易。”陈宏宇说，伴星从距天宫150米开始拍摄，一共拍下了600多幅照片。从收到的照片上看，连天宫二号表面很细的散热管、电缆线、推进喷嘴都看得见，“伴星的释放机构在天宫‘肚子’的凹井里，可在照片上都能看到，更不用说表面的仪器设备。”
当伴星刚从天宫二号“肚子”里探出头时，是在丝绸之路的西段，当地还是漆黑的夜晚。用普通相机是看不到的，伴星就用红外相机拍下了第一张照片“天地合照”：上半部是天神组合体，下半部是地球。“这张照片虽说细节不丰富，但鱼眼大视场十分惊艳，一个方向上超过了180°，相当于一个人可以同时看到自己的脑门和脚底。”陈宏宇说。
“自拍神器”太空“定向”段位高
天神组合体身长接近20米，而且在高速飞行中(每秒约7千米)，伴星却要不偏不倚地为它拍下全身照，陈宏宇说，这说明伴星的自动跟踪和精确姿态控制能力非常好。
从航天员在天宫二号舱内拍摄下的伴星飞行视频来看，这颗体重40多千克的小伴星非常灵活，不仅可以绕着天宫二号飞行，还可以在100多度的大角度范围内进行自动跟踪：一边自己飞，一边瞄准天宫。
其实，充当“自拍杆”只是伴星的一个任务，更重要的是担任天宫二号的“小护士”，随时检查它的表面“健康状况”，以及各种设备仪器的工作状态。陈宏宇说，伴星既可以零距离贴近天宫，又可以在远处陪伴，最远可距天宫260千米。
这几天，伴星正在飞离“天神”组合体，今天将达到260千米的最远间距，然后再根据指令飞回，并于本月底飞越组合体进行第二次拍摄任务，届时将获得以地球为背景的“天神”合影。陈宏宇说，这几天科研人员正加紧调试轨道，使伴星的轨道控制更加精确，可以平稳滑过天宫二号的“头顶”。
专家回应网友：彩照技术已成熟
当消息在文汇客户端推出后，立刻受到网友关注，不少网友留言询问：可否看到天神的彩色照片？这次伴星可见光相机出自中科院上海技术物理研究所，该项目负责人告诉记者，这次上天的相机设定是黑白的，不过彩色相机的技术已经成熟，如航天后续项目有需求，可以用上。
“丰富细腻的灰度一样可以将地面图像、组合体表现得非常好。”他透露，在最初定任务时，科研人员只接到拍摄以太空为背景的图像———太空本身就是漆黑一片，天宫的色彩也很单调，黑白相机已够用。下次只要总部一声令下，他们保证可以上彩色相机!
他说，相机研制更花精力的是图像质量，“虽然只是黑白图像，但对图像质量的要求却不低。”在太空中，由于没有大气的散射，在光线照射下，明暗反差非常巨大。而组合体全身照无论暗处还是明处，都要曝光恰当，不太容易———用专业术语表述，就是“动态范围”好。为了得到好的曝光效果，项目团队测量了天宫表面在不同光照角度、观测角度的反射率，从而定出曝光时间，最后还要进行光学校正，考虑进大气环境和温度的影响，使相机的成像质量达到最优。
陈宏宇更风趣地说，天宫二号就像国宝大熊猫，表面颜色简单，彩色黑白照片也没多大差别，另一方面“给明星拍照，黑白写真岂不是更有艺术品味？”(记者 许琦敏) 【来源】文汇报
本文来源: 科学技术委员会
27.10.2016 20:20