喷气推进实验室

在这张图中，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星（Sentinel-6 Michael Freilich）——世界上最新的海平面卫星——带着可展开的太阳能电池板绕地球轨道运行。 影像来源：美国宇航局/加州理工大学 这颗地球观测卫星将于11月发射，它将密切监测海平面，并提供大气数据，以支持天气预报和气候模型。 11月10日，世界上最新的地球观测卫星将从加利福尼亚州的范登堡空军基地发射。作为一个具有历史意义的美国-欧洲伙伴关系，哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将开始一项为期五年半的主要任务，收集迄今为止关于全球海平面的最精确数据，以及海平面如何随着气候变化而上升。该任务还将收集大气温度和湿度的精确数据，这将有助于改善天气预报和气候模型。 这艘飞船是以迈克尔·弗雷里奇(Michael Freilich)博士的名字命名的。弗赖利奇博士是美国国家航空航天局(NASA)地球科学部的前主任，他不知疲倦地倡导推进卫星对海洋的测量。迈克尔·弗雷里奇卫星继承了ESA(欧洲航天局)哥白尼哨兵3号任务以及美国-欧洲TOPEX/Poseidon和jason-1,2和3系列海平面观测卫星的传统和遗产。Jason-3于2016年发射，目前正在提供以1992年TOPEX/Poseidon的观测数据为基础的数据。 在过去30年中，这些卫星的数据已成为进行太空海平面研究的金标准。 哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星的孪生兄弟哨兵6B号卫星计划在至少5年的时间里继续进行这些测量。 “这种连续的观测记录对于跟踪海平面上升和了解造成海平面上升的因素是至关重要的，”美国宇航局地球科学部主任凯伦·圣·日尔曼(Karen St. Germain)说。“有了哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星，我们确保这些测量在数量和精度上都有所提高。这一使命是对杰出的科学家和领导者的荣誉，它将继承迈克在海洋研究方面的成就。” 那么哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将如何进一步加深我们对海洋和气候的了解呢？以下是你应该知道的五件事: 1、该航天器将提供信息，帮助研究人员了解气候变化是如何重塑地球海岸线，以及这种变化发生的速度。 地球的海洋与大气密不可分。海水吸收上升的温室气体所捕集的热量的90％以上，这会使海水膨胀。这种膨胀约占现代海平面上升的三分之一，其余部分则来自冰川和冰盖的融化水。 美欧六国联合哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星是一系列地球观测卫星中的下一个，该卫星将收集迄今为止最准确的海平面数据以及其随时间的变化。这项任务的数据具有毫米级的精度，可以使科学家精确地测量海平面高度并测量我们的海洋上升的速度。 影像来源：NASA喷气推进实验室/加州理工学院/美国国家海洋和大气管理局 在过去的二十年里，海洋上升的速度加快了，科学家预计在未来几年，海平面上升的速度还会加快。海平面上升将改变海岸线，增加潮汐和风暴带来的洪水。为了更好地了解海平面上升如何影响人类，研究人员需要长期的气候记录——哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将帮助提供这方面的信息。 “哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星是海平面测量的一个里程碑。” 美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室的项目科学家乔什·威利斯(Josh Willis)说。“这是我们第一次能够开发跨越整个十年的多颗卫星，这是因为我们认识到气候变化和海平面上升将继续存在。” 2、这颗卫星将看到以前的海平面任务无法看到的东西。 自2001年以来，通过监测全球海平面，杰森系列卫星已经能够追踪墨西哥湾流等大型海洋特征，以及厄尔尼诺和拉尼娜等绵延数千英里的天气现象。然而，测量海岸线附近可能影响船舶航行和商业捕鱼的较小的海平面变化超出了它们的能力。 哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将收集更高分辨率的测量结果。更重要的是，它将包括先进的微波辐射计(AMR-C)仪器的新技术，与此次任务的波塞冬-4雷达高度计一起，将使研究人员能够看到这些更小，更复杂的海洋特征，特别是在海岸线附近。 3、哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星建立在一个非常成功的美国-欧洲伙伴关系的基础上。 哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星是美国宇航局和欧空局首次联合发射地球科学卫星，这标志着国际社会首次参与欧盟的地球观测计划——哥白尼计划。它延续了美国国家航空航天局、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)以及欧洲伙伴(包括ESA、政府间欧洲气象卫星开发组织(EUMETSAT)和法国国家空间研究中心(CNES))之间长达数十年的合作传统。 这些国际合作使人们能够获得比其他方式更多的资源和科学专门知识。研究人员利用从1992年发射TOPEX/Poseidon卫星开始的一系列美国-欧洲卫星任务收集的海平面数据发表了数千篇科学论文。 4、通过扩大全球大气温度数据记录，这项任务将帮助研究人员更好地了解地球气候是如何变化的。 气候变化不仅影响地球的海洋和表面；它会影响大气层的各个层面，从对流层到平流层。哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星上的科学仪器使用一种叫做无线电掩星的技术来测量地球大气的物理特性。 全球导航卫星系统——无线电掩星(GNSS-RO)仪器跟踪环绕地球运行的导航卫星发出的无线电信号。从哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星的视角来看，当一个卫星从哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星的地平线下降(或上升)时，它的无线电信号会穿过大气层。当它这样做时，信号变慢，频率改变，路径弯曲。这种现象被称为折射，科学家可以利用它来测量大气密度、温度和湿度的微小变化。 当研究人员将这些信息添加到目前太空中类似仪器的现有数据中，他们将能够更好地了解地球气候是如何随着时间变化的。 “就像对海平面的长期测量一样，我们也需要对大气变化的长期测量，以便更好地了解气候变化的全面影响。”JPL的GNSS-RO仪器科学家Chi Ao说。“无线电掩星是一种非常精确的方法。” 5、哨兵6号迈克尔·弗雷里奇卫星将通过向气象学家提供大气温度和湿度的信息来帮助改善天气预报。 该卫星的雷达高度计将收集海洋表面状况的测量数据，包括重要的波浪高度，而GNSS-RO仪器收集的数据将补充现有的大气观测数据。这些综合测量将为气象学家提供进一步的见解，以改善天气预报。此外，有关大气温度和湿度以及海洋上层温度的信息，将有助于改进跟踪飓风形成和演变的模型。 有关任务的更多信息 ESA、EUMETSAT、NASA和NOAA由欧洲委员会（ESA）、EUMETSAT、NASA和NOAA联合开发Sentinel-6/Jason-CS卫星，并获得了欧洲委员会的资助和CNES的技术支持。 NASA JPL为每颗哨兵6号卫星开发了三种科学仪器：AMR-C、GNSS-RO和激光反光镜阵列。NASA还为发射服务、支持NASA科学仪器运行的地面系统、其中两台仪器的科学数据处理器以及国际海洋表面地形科学团队提供支持。 要了解有关NASA对海平面上升的研究的更多信息，请访问： https://sealevel.nasa.gov

8年之前，美国航空航天局（NASA）的好奇号（Curiosity）火星车降落在了火星表面，而在不久之后，它将迎来它的火星车小伙伴——毅力号（Perseverance）。 2012年8月5日，好奇号火星探测车的轮子第一次落到了直径96英里（约154公里）的盖尔陨石坑（Gale Crater）内，自此以后，好奇号已经游览了相当多的火星景点。它的主要研究任务是：弄清数十亿年前的火星上，是否具有可能支持微生物生命存活的水、化学物质和能源。 这8年间，好奇心走过的距离超过14英里（约23公里），沿途钻取了26份岩石样本、铲挖了6份土壤样本，这些火星样本表明，远古时期的火星的确是适合生命存活的。研究古岩层的质地和组成，有助于科学家弄清楚火星气候随时间变化的情况，推演出它是如何在历史的推进中失去湖泊和溪流、变成如今的寒冷沙漠环境的。 好奇号任务由NASA的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）领导，该实验室由加州帕萨迪纳市的加州理工学院（Caltech）管理，参与任务的科学家近500名，来自美国和世界各地的其他国家。下面是好奇号从火星寄来的8张明信片，其中大部分的全景照片由火星车的桅杆相机（Mast Camera，Mastcam）拍摄，这个特殊的相机由圣地亚哥的马林太空科学系统公司（Malin Space Science Systems）研制。 风尘仆仆的科学家 2018年6月15日，也就是任务的第2082个火星日（sol），NASA好奇号漫游车拍摄了一张自画像。受火星全球性沙尘暴的影响，好奇号在盖尔陨石坑中所处的位置日照和能见度都有所降低。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室/ MSSS 上面的这张图片是好奇号于2018年6月15日（第2082个火星日）拍下的自拍，彼时的火星正被全球性沙尘暴所笼罩，阳光不再强烈，视线也收到了遮挡。为了分析火星岩层的组成，好奇号对岩石进行了钻探， 然后来张自拍摄下每处取样点的景观，这张照片的取样岩石名为“德卢斯”（Duluth）。好奇号的自拍照是由火星车机械臂末端的火星手持透镜成像仪（Mars Hand Lens Imager，MAHLI）相机拍摄的，如果你想知道在这张照片中为什么看不到机械臂，可以访问https://mars.nasa.gov/news/8631/nasas-curiosity-mars-rover-takes-a-new-selfie-before-record-climb/，了解好奇号拍摄自拍照的详细信息。 高耸的夏普山（Mount Sharp） 在任务的第2555个火星日，也就是2019年10月13日，NASA好奇号火星探测器上的桅杆相机借着晨光用它的远摄镜头拍下了夏普山。全景图由44张独立的图片拼接在一起。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室/ MSSS 从好奇号当前的位置向上看，你就会看到夏普山（Mount Sharp）的壮丽景观，好奇号正在探索这座3英里高（5公里高）的火星山峰。上面的这张自拍照是由桅杆相机于2019年10月13日，也就是任务的第2555个火星日拍摄的，由44张独立的图片拼接而成。 好奇号不会冒险登上夏普山的山峰部分，相反，它正在探索下方的许多山石层，每一层都讲述着不同的火星历史，告诉我们火星环境如何随时间在发生变化，其中有些曾类似现在的地球，比如今的火星环境更为温暖和湿润。在今年晚些时候，好奇号将到达它的下一层目的地。 “我很喜欢这张图片，因为它讲述了两个故事：一个关于任务，另一个关于火星。” 喷气推进实验室的好奇号项目科学家阿什温•瓦萨瓦达（Ashwin Vasavada）说道，“8年前开始，好奇号从这张图左侧的火山口边缘和表面向里探视，而随着好奇号不断向上攀登，在我们面前扩展开的将是未来的探索区域。” 你如今在这里 这张图片是NASA的好奇号漫游车在2014年3月24日拍摄的，当时好奇号位于夏普山的底部。这张图标示了好奇号在2020年7月30日的大概位置，距离当时的位置约3.5英里（约5.5公里）远。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室 这张全景图拍摄于2014年3月24日，即任务的第580个火星日，拍摄地点位于夏普山的山底附近，显示了好奇号在六年多的时间里走过了多远的路程。箭头所指的地方是火星车如今所处的位置，距离拍摄地大约3.5英里（约5.5公里）远。 “我不禁回想了一番，自拍摄这张照片以来，我们在研究历史上的火星是否宜居这件事上，所走过的相应距离。”好奇号项目科学家、喷气推进实验室的阿比盖尔•弗雷曼（Abigail Fraeman）说道。 你曾经在那里 好奇号的项目科学家阿什温•瓦萨瓦达对火星车在盖尔陨石坑中的所见之景进行了描述性的导览。白平衡场景（white-balanced scene）回顾了截止目前为止的全部旅程。 视频来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室 “拍下这张照片的时候，我还是没法从如此晴朗、如此一览无余的天空中缓过来，千里之外的景象也清晰可见。”弗雷曼在谈到2018年的这张全景照片时说道，照片展示了从一处被称为薇拉•鲁宾岭（Vera Rubin Ridge）的山的高处所看到的盖尔陨石坑底部，“如果未来某一天，宇航员登上了夏普山，那他们看到的盖尔陨石坑将会有多么壮观呢？” 瓦萨瓦达在视频里讲述了这段特别的登山之旅。 火星版意大利面西部片 这张宽度极大的全景照片是NASA好奇号火星探测器于2019年12月19日拍摄的，也就是任务的第2620个火星日。图片右侧的前景是“西部比特”；背景处拥有坚硬冠部的山脊是格林休山麓，好奇号于2020年3月登顶。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室/ MSSS 火星上有一部分沙漠类似于美国西南部，在2019年12月19日，也就是任务的第2620个火星日，桅杆相机拍下了这张宽距全景图，由130张独立的图像拼接而成。全景图右侧的前景是“西部比特”（Western Butte）；背景处拥有坚硬冠部的山脊是格林休山麓（Greenheugh Pediment），好奇号于2020年3月登上这座山的山顶，迅速瞥了一眼这里的地形，科学家希望在能在任务的后期再详细研究这片区域。 沙丘之海 在这张火星沙丘顶面的视图中，可以明显看道两种大小的风塑沙浪。地球上也存在沙丘和涟漪般的小的沙浪；而较大规模的沙浪，两两之间相距大约10英尺（3米）的类型，则是地球上从未见过的，也并非此前公认的火星上的独特类型。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室/ MSSS 图片中的位置是“纳米布沙丘”（Namib Dune）的一部分，显示了沙丘被风蚀刻出的两个不同大小的涟漪。好奇号发现，火星上存在更大的沙丘涟漪，两两之间大约有10英尺（3米）的距离，这种较大的沙丘形貌仅存在于火星，因其稀薄的大气层而形成。这张全景图拍摄于2015年12月13日，即任务的第1192个火星日。 注视云层 在2019年5月17日（任务的第2410个火星日），NASA的好奇号火星探测器使用黑白导航相机对这些浮云进行了成像。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室 好奇号有时还会研究火星的云层，用以了解火星大气更多的相关信息。火星空气中几乎没有水，密度仅为地球大气的1％，但有时也会形成冰水混合云。在2019年5月17日（任务的第2410个火星日），火星车的黑白导航相机（black-and-white Navigation Cameras，black-and-white Navcams）拍下了这张距离火星表面上方19英里（31公里）处的云层照片，这里的云很可能就是冰水混合云。 好奇号的洞洞故事 截至2020年7月初，NASA好奇号火星漫游车共收集了26处岩石样本，对应着这张图中的26个洞洞。左上角的地图显示的是好奇号行进沿线的钻孔位置，在这条路线上，好奇号挖出了的6处土壤样本。 图片来源：NASA /加州理工-喷气推进实验室 上面这张图中的26个洞洞，代表着截至2020年7月初NASA好奇号火星漫游车用机械臂收集的每一处碎岩石样本。左上角的地图显示的是好奇号行进沿线的钻孔位置，在这条路线上，好奇号挖出了的6处土壤样本进行分析。 参考来源： https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7719

NASA的ARIA团队与新加坡地球天文台合作，利用卫星数据绘制了贝鲁特大爆炸可能造成的破坏程度。暗红色像素代表最严重的破坏。橙色区域受损程度中等，黄色区域受损程度较轻。每个彩色像素代表一个30米(33码)的区域。这张地图包含了由ESA(欧洲航天局)处理的修改过的哥白尼哨兵数据，并由NASA喷气推进实验室、加州理工学院和新加坡地球天文台的ARIA团队的科学家分析。位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。有关ARIA的更多信息，请访问：https://aria.jpl.nasa.gov/ 影像来源：NASA/JPL-Caltech/Earth Observatory of Singapore/ESA 美国国家航空航天局（NASA）的高级快速成像和分析（ARIA）团队与新加坡地球天文台合作，利用卫星获取的合成孔径雷达数据绘制了贝鲁特8月4日大规模爆炸可能造成的破坏程度。来自太空的合成孔径雷达数据显示了地震等重大事件发生前后地表的变化。在这种情况下，它被用来显示爆炸的毁灭性后果。 在地图上，暗红色的像素——就像那些出现在贝鲁特港口和周围的像素——代表了最严重的破坏。橙色区域受损程度中等，黄色区域受损程度较轻。每个彩色像素代表一个30米(33码)的区域。 这样的地图可以帮助您确定人们可能需要帮助的严重受损区域。爆炸发生在城市港口附近，造成150多人死亡，估计造成了数十亿美元的损失。 这张地图包含了由ESA(欧洲航天局)处理的修改过的哥白尼哨兵数据，并由NASA喷气推进实验室、加州理工学院和新加坡地球天文台的ARIA团队的科学家分析。加州理工学院位于加利福尼亚州帕萨迪纳市，为NASA管理JPL。 更多关于ARIA的信息，请访问： https://aria.jpl.nasa.gov/ 来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-maps-beirut-blast-damage

海卫一（Triton）的这幅彩色图像由旅行者2号（Voyager 2）探测器于1989年飞越海王星系统时拍摄。 图片来源：美国国家航空航天局（NASA）/NASA喷气推进实验室-加州理工学院(JPL-Caltech NASA）/喷气推进实验室（JPL）/美国地质调查局（USGS）。 三十年前，当NASA的旅行者2号探测器飞越海卫一时，书写了扣人心弦的行星科学篇章。 旅行者2号是有史以来唯一一艘飞越海王星的航天器，它留下了许多悬而未决的问题。旅行者2号曾揭示了海卫一表面喷射出的巨大的深色冰羽状物质，这些景色既令人惊叹又令人费解。为什么会这样呢？图像显示，海卫一的冰封地表相对比较年轻，并已被喷出的新物质一遍又一遍地覆盖重塑。这些物质究竟是什么，又是来自哪里呢？ 这样一颗距离太阳比木星还要远6倍的古老卫星怎么可能现在还仍旧活跃呢？它的内部是否有什么物质温度足够高以至于能够驱动这项地质活动？ NASA发现计划（Discovery Program）下的一项新任务旨在解开这些谜团。这项名为“三叉戟”（Trident，希腊神话中海神波塞冬的武器）的任务，是NASA为了开展新任务的概念研究而选出的4个任务提案之一。2021年夏天，将选出其中1至2个任务，全面开展各项工作，并于2030年代后期发射。 研究海卫一如何随时间而变化，将使科学家们更好地了解太阳系天体是如何演化和运作的。 发现计划下的一个新任务提案中，“三叉戟”任务将探索海王星最大的卫星：海卫一。海卫一的表层冰壳下可能存在液态水的海洋世界。“三叉戟”任务旨在解答上方插图中所概述的问题。 图片来源：NASA/JPL-Caltech 海卫一的奇特之处不胜枚举：海卫一绕海王星公转的轨道方向与海王星的自转方向相反，是太阳系中唯一一颗具有逆行轨道的卫星。海卫一的轨道还处于极端倾斜状态，其轨道面与海王星赤道面的夹角高达23度。海卫一的直径大约是月球的四分之三。此外，科学家认为海卫一很有可能并不是海王星本身所形成的卫星，而可能是从柯伊伯带（Kuiper Belt）迁移过来的。柯伊伯带是太阳系在海王星轨道之外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域，柯伊伯带天体被认为是太阳系形成过程中遗留下来的残骸。 海卫一的大气层也不同寻常：它的电离层比太阳系其他任何一颗卫星电离层的活跃度都还要高10倍。 更有趣的是，电离层的能量来源主要是太阳能。但海王星和海卫一距离太阳非常遥远：它们距离太阳的距离大约是日地距离的30倍，所以一定是有其他能量来源存在。(海王星绕太阳公转一圈需要165个地球年。) 海卫一的气候并非一成不变而是不断发生动态变化，有机物质（极有可能是氮）源源不断地被喷射到海卫一表面。 月球和行星研究所（Lunar and Planetary Institute）/大学空间研究协会（Universities Space Research Association）主任路易丝·普罗克特（Louise Prockter）表示：“海卫一一直是太阳系中最令人兴奋且耐人寻味的天体之一。”她将作为首席研究员领导新提议的“三叉戟”任务，位于南加州的NASA喷气推进实验室将负责管理此任务。路易丝·普罗克特补充道：“我一直很喜欢旅行者2号探测器拍摄的照片，以及对这个有待进一步了解的奇怪、疯狂的卫星的惊鸿一瞥。” 一石三鸟 旅行者2号在海卫一上发现的那些神秘羽状喷射物非常耐人寻味。土卫二上发现的羽状喷射物，以及可能存在于木卫二上的羽流，均被认为是由来自星球内部的水透过厚厚的表面冰层喷发而出所导致。如果海卫一上的羽状物来源于海洋，这一发现则将为科学家们提供关于海卫一内部海洋形成的新线索。与其他已知的海洋世界不同，海卫一内部的潜在海洋很可能是在被海王星的引力捕获后形成的。 这也将扩大科学家们对我们在哪里可以找到水的理解。而“三叉戟”任务的三个主要目标之一正是要弄清楚是什么因素导致太阳系天体具有适宜居住的必要条件（包括水）。探测器将携带一台仪器用于探测海卫一的磁场，以确定海卫一内部是否存在海洋，而其他仪器将研究活跃的电离层、富含有机物的大气层和奇怪的地貌特征。 “三叉戟”任务的第二个主要目标是探索海卫一在我们视线之外的广阔表面。海卫一面向柯伊伯带的这一侧是太阳系中未被探索的最大的固体表面。我们对海卫一的大部分了解来自旅行者2号探测器的数据，但我们只看到了其表面的40%。“三叉戟”任务将绘制其余大部分表面的地图。 “三叉戟”任务将使用它的全画幅成像相机来捕捉旅行者2号探测器拍摄到的同样富含羽状喷射物的区域，并将于太阳的反射光照亮海卫一的阴暗面时，利用反射光进行拍摄。这样一来，科学家们就可以观察到自从上次飞越以来海卫一的变化，并更好地了解海卫一究竟有多活跃。 三叉戟的第三个主要目标是了解海卫一神秘的表面是如何不断自我更新的。从地质学上讲，海卫一的表面非常年轻（在拥有46亿年历史的太阳系中，可能只有1000万年历史），且很少有可见的陨石坑。还有一个问题是，为什么海卫一看起来与其他冰冷的卫星如此不同，并拥有不寻常的地貌特征，比如凹陷的“哈密瓜地形”和凸出的“围墙平原”？这些问题的答案可能会有助于阐明其他冰冷天体上的地貌是如何演化的。 来自JPL的“三叉戟”项目科学家卡尔·米切尔（KarlMitchel）表示：“海卫一是挺奇怪，但也很并非那么奇怪，因为我们可以在海卫一上做科学研究。我们知道海卫一表面有这些我们未曾见过的特征，这激发了我们的好奇心，使我们想了解海卫一上的世界是如何运作的。” “就像我们在任务提案中对NASA说的那样，海卫一不仅仅是太阳系科学的关键，它还是一个完整的钥匙环：由捕获的柯伊伯带天体演化而成，拥有活跃羽流的潜在海洋世界，充满活力的电离层和年轻而独特的表面。” 如上所示，海卫一的该交互模型基于现有的图像，并不十分完整。若想看海卫一与月球相比较的情况，请放大并旋转卫星，或者使用底部的搜索功能了解更多信息。或者，您也可以在在Eyes on the Solar System上进行完整的互动体验。 来源：NASA/JPL-Caltech 若最终能够成功入选，“三叉戟”任务将于2025年10月启动（以2026年10月为备用日期）。此时，恰逢地球与木星对齐的“13年一次的窗口期”，这样航天器就可以利用木星的引力作为弹弓，直接飞向海卫一，并于2038年飞掠海卫一，进行为期13天的“长时间邂逅”。 来自JPL的“三叉戟”项目系统工程师威廉·弗雷泽（William Frazier）表示：“任务设计者和导航员在这方面做得非常出色。在太阳系飞行了13年之后，我们可以从容自信地掠过海卫一大气层的顶端—这相当令人难以置信。” 海王星位于太阳系外围，公转周期长，在那里时间似乎流逝得很慢。不过，这一点恰好对探测海卫一来带来了限制。如果“三叉戟”探测器于2040年之前到达海卫一，就能够对羽流活动的驱动力进行观察和测试。若错过了这个时间，晚些时候到达，太阳就会太过偏北，再过100年才能进行测试。 来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/proposed-nasa-mission-would-visit-neptunes-curious-moon-triton

毅力号火星漫游车遥感桅杆的头部特写。桅杆头部包含超级分析相机（SuperCam，它的镜头位于顶部较大的圆形开口中）。桅杆头下方的灰色框，有两个桅杆变焦相机系统。在这些成像仪的外侧，还有漫游车的两个导航相机（NavCam）。 图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工 再过两个多月，美国航天航空局（NASA）的毅力号（Perseverance）火星漫游者就要发射升空了，它将拥有有史以来最先进的“眼睛”，对这颗“红色星球”（Red Planet）的表面进行观察。桅杆变焦相机系统（Mastcam-Z，Z在这里代表“zoom”，即变焦）具有下一代变焦功能，这能让毅力号任务更轻松地进行3D成像。火星车的操作员仔细规划了毅力号的每条行驶路线，以及车上机械臂的每一次移动，他们将能通过3D眼镜查看这些立体图像，观察火星上独特的风景。 桅杆变焦相机系统位于毅力号的“头部”，是桅杆相机（Mastcam）更高级的版本，NASA的好奇号（Curiosity）火星探测车就是用桅杆相机来绘制的精美火星全景图。但是，桅杆相机的作用远不止于此，桅杆变焦相机系统的功能就更多了：除了制作出火星图片，让普通大众能查看火星车的日常发现外，这些相机还提供了关键数据，帮助工程师进一步对火星车进行导航，同时让科学家更好地选择有趣的岩石进行研究。两种成像系统的区别就在于，好奇号的桅杆相机不能变焦。 这张图片显示了桅杆相机系统的3D打印模型，桅杆相机系统是NASA毅力号火星漫游车上的科学相机之一，它将包含一个3：1的变焦镜头。 图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工 随视野变焦 在最初的设计中，好奇号的桅杆相机是具备变焦功能的，但事实证明，在当时用如此小尺寸的仪器是很难实现的（好奇号于2011年发射升空）。 桅杆变焦相机系统的首席研究员和桅杆相机的副首席研究员、来自亚利桑那州立大学（Arizona State University）的吉姆•贝尔（Jim Bell）说：“最初的计划是给好奇号配备一个变焦相机，让它可以像‘意大利面西部片’（Spaghetti Western）中的视角那样在极大的广角范围内进行拍摄。这个相机本来可以拍下一个令人惊叹的火星全景图，但事实证明当时的条件下我们很难做出这样的相机。” （译者注：Spaghetti Western翻译过来是“意大利面西部片”，又称“意大利西部片”，是美国电影工业最早对意大利出品西部片的称谓，而意大利人则称之为“western all’italiana”。意大利西部片的兴盛时期为1960年代到1970年代中期，讲述的是美国西部的传奇故事，电影中应用了较多的变焦镜头。） 取而代之的是，好奇号的桅杆相机配备了一个远摄镜头（telephoto lens）和一个广角镜头（wide-angle lens），每张图像是单独拍摄的，可以合并生成立体视图。但是广角镜头一次拍摄到的火星表面景观要远多于远摄镜头，最多的时候，一张广角图像需要匹配9张远摄图像。 毅力号的桅杆变焦相机则简化了这一过程，两个镜头会进行变焦，直到两者能匹配用于制作单个3D图像为止。这样一来不仅操作流程更容易，向地球发送的图像和数据也更少。 这张图显示了NASA毅力号漫游车上的23台相机，其中很多都是好奇号上相机的升级版本，还有一些是额外新增的。 图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工 科学家之眼 除了能为操作员提供立体视图，更好地选择出最安全的行进轨迹，桅杆变焦相机还可以帮助地质学家选择出科学研究的目标，更好地了解观察到的岩石样本所在处的火星地质：它们是否是从相邻的悬崖边掉落下来的？是否来自一条古老的水源？ 桅杆变焦相机将用它“超人的眼力”，以多种颜色（光的波长）来观察火星的景观，包括某些人眼无法看到的颜色。例如，用紫外线或红外线扫描地形时，可能会发现散落在火星表面的金属陨石，或是反映了表面做成成分的颜色变化，而这些观测结果可以利用其他的相关仪器进行更为详细的分析。 桅杆变焦相机不是一种光谱仪，也就是说，它不能使用光线信息进行详细的科学分析，“但它可以为其他仪器提供后续研究的矿物线索。”贝尔说道。 毅力号的相机系统还可以观测太阳和天空、观察火星的卫星的凌日情况，以及测量火星沙尘暴和云层在各个季节的变化情况。 为全人类观察火星 第一次接触火星照片时，贝尔还只有11岁，1976年由维京号（Viking）着陆器发送回地球的火星图像登上了晚间新闻，他就是在那时第一次看到了火星的样子。后来他参与了火星探路者号（Mars Pathfinder）任务，并进一步领导研发了勇气号（Spirit）和机遇号（Opportunity）火星车上的全景相机（panoramic camera，Pancam）系统，而勇气号和机遇号则引发了新一轮的火星研究热潮，吸引了无数后续的科学家和工程师。 毅力号将从它的着陆点耶泽罗陨石坑（Jezero Crater）向地球发回火星远景图像，这张图不论是对于执行该项任务的研究人员还是对于所有的后续跟进人员而言，都同样至关重要。 这也就是为什么桅杆变焦相机的图像，以及由业余群体制作的镶嵌图计划放在公共网站上进行共享。贝尔说：“重要的是，公众要有主人翁意识。桅杆变焦相机的图像属于我们所有人。” 毅力号是一位体重约2 260磅（1 025千克）的机器人科学家：它的天体生物学任务将是寻找火星上古代微生物生活的迹象；它还将表征火星的气候和地质，收集火星样本并在将来返回到地球，为人类探索这颗红色星球铺平道路。无论毅力号将在7月17日至8月5日的哪一天发射升空，它都会在2021年2月18日登陆火星的耶泽罗陨石坑。 火星2020毅力号漫游车任务从属于一项较大的航天计划，该计划还包括对登月飞行任务，为人类探索更遥远的火星做好准备。到2024年，NASA将负责让人类宇航员重返月球表面；到2028年，NASA还将通过阿尔忒弥斯（Artemis）月球探测计划，让人类在月球之上和周围建立持续的存在。 想了解更多毅力号火星车的相关信息，请访问： https://mars.nasa.gov/mars2020/ https://www.nasa.gov/perseverance 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-perseverance-rover-will-look-at-mars-through-these-eyes