美國宇航局(NASA)的“毅力號”探測器已經(jīng)在杰澤羅隕石坑探索了超過217個地球日(211個火星日)，那里的塵土飛揚的巖石開始揭示它們的故事--關(guān)于一個流淌著熔巖和水的年輕火星。這個延續(xù)了數(shù)十億年的故事正在展開，這在很大程度上要歸功于“毅力號”上的七臺強大的科學相機。 這些專門的相機能夠從很遠的地方對小的特征進行定位，對火星景觀進行大范圍的掃描，并放大微小的巖石顆粒，這些相機還幫助火星車團隊確定哪些巖石樣本為了解紅色星球上是否曾經(jīng)存在過微小的生命提供了最好的機會。

世界各地共有約800名科學家和工程師組成了更大的“毅力號”團隊。這包括較小的團隊，從幾十人到多達100人，負責漫游車的每臺相機和儀器。而相機背后的團隊必須協(xié)調(diào)每一個關(guān)于成像的決定。

位于南加州的NASA噴氣推進實驗室的“毅力號”第一次科學活動的共同負責人Vivian Sun說：“成像相機是一切的重要組成部分。我們每天都會在科學上使用它們中的很多。它們絕對是關(guān)鍵任務(wù)。”

在“毅力號”于2月著陸后不久，故事就開始了，隨著多個相機進行科學調(diào)查，令人驚嘆的圖像也在不斷堆積。以下是它們的工作原理，以及迄今為止發(fā)現(xiàn)的一些樣本。

“毅力號”的兩個導航相機支持漫游車的自主駕駛能力。在每一站，漫游車首先使用這兩臺相機，以360度的視角來了解土地的情況。

Vivian Sun說：“導航相機的數(shù)據(jù)真的很有用，有了這些圖像，就可以用更高分辨率的儀器如SuperCam和Mastcam-Z進行有針對性的科學跟蹤。”

“毅力號”的六臺避險相機，或稱Hazcams，包括前面的兩對(任何時候只有一對在使用)，以幫助避開麻煩點，并將漫游車的機械臂放在目標上;后面的兩臺Hazcams提供圖像，以幫助漫游車在更廣泛的景觀背景中定位。

Mastcam-Z是漫游車桅桿上的一對"眼睛"，是為大畫面而建的：全景彩色拍攝，包括3D圖像，具有縮放能力。它還可以捕獲高清視頻。

亞利桑那州立大學的 Jim Bell 領(lǐng)導Mastcam-Z團隊，該團隊一直在高速工作，為更大的團體制作圖像。他說：“我們在這次任務(wù)中的部分工作是一種分類。我們可以穿過大片的區(qū)域，對地質(zhì)和顏色進行一些快速評估。這一直在幫助團隊確定在哪里使用儀器。”

顏色是關(guān)鍵。Mastcam-Z圖像使科學家們能夠?qū)⒒鹦强睖y軌道飛行器(MRO)從軌道上看到的特征與他們在地面上看到的特征聯(lián)系在一起。

該儀器還具有低分辨率光譜儀的功能，將其捕獲的光線分為11種顏色。科學家們可以分析這些顏色，以了解發(fā)出光線的材料的組成，幫助他們決定用任務(wù)的真正光譜儀來放大哪些特征。

例如，3月17日有一個著名的系列圖像。它顯示了一個寬闊的懸崖，又稱"三角洲懸崖"，它是很久以前在火山口形成的扇形河流三角洲的一部分。在Mastcam-Z提供了廣闊的視野后，任務(wù)轉(zhuǎn)向SuperCam進行近距離觀察。

科學家們利用SuperCam來研究礦物學和化學，并尋找古代微生物生命的證據(jù)。在“毅力號”桅桿上的Mastcam-Z附近，它包括遠程微型成像儀，或稱RMI，它可以從一英里以外放大一個壘球大小的特征。

一旦Mastcam-Z提供了陡坡的圖像，SuperCam RMI就會瞄準它的一個角落，提供特寫，然后將這些特寫拼接起來，以獲得更清晰的視圖。

對于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室SuperCam的主要研究人員Roger Wiens來說，這些圖像充分說明了火星的遠古時代，當時的大氣層足夠厚，也足夠溫暖，允許水在表面流動。

"這顯示了巨大的巨石，"他說。“這意味著一定有一些巨大的山洪發(fā)生，把巨石從河床上沖到這個三角洲的形成中。”塊狀的地層告訴他更多信息。

"這些大石塊在三角洲地層的部分位置，"Wiens說。"如果湖床是滿的，你會在最上面找到這些。因此，在山洪發(fā)生時，湖水并沒有充滿。總的來說，這可能表明了不穩(wěn)定的氣候。也許我們并不總是有這種非常平和、平靜、適合居住的地方，我們可能喜歡養(yǎng)一些微生物。"

此外，科學家們還發(fā)現(xiàn)了在這個早期時期火山口地面上由熔巖或巖漿形成的火成巖的跡象。這可能意味著不僅是流動的水，而且是流動的熔巖，在湖泊本身形成的時間之前、期間或之后。

這些線索對于該任務(wù)尋找古代火星生命的跡象和潛在的可居住環(huán)境至關(guān)重要。為此，該探測器正在采集火星巖石和沉積物的樣本，未來的任務(wù)可能會將這些樣本送回地球進行深入研究。

“毅力號”的各種相機協(xié)助選擇這些樣本，包括WATSON(用于操作和工程的廣角地形傳感器)。

WATSON位于漫游車機械臂的末端，提供巖石和沉積物的極端特寫，將微小顆粒的種類、大小、形狀和顏色--以及它們之間的"水泥"--鎖定在這些材料中。這些信息可以幫助我們了解火星的歷史以及潛在樣本的地質(zhì)背景。

WATSON還幫助工程師定位火星車的鉆頭，以提取巖芯樣品，并生成樣品來源的圖像。

該成像器與SHERLOC(用拉曼和發(fā)光技術(shù)掃描宜居環(huán)境的有機物和化學品)合作，其中包括一個自動對焦和背景成像器(ACI)，這是火星車的最高分辨率相機。SHERLOC使用紫外線激光來識別巖石和沉積物中的某些礦物，而同樣在機械臂上的PIXL(X射線巖石化學行星儀器)則使用X射線來確定化學成分。這些相機與WATSON協(xié)同工作，幫助捕捉地質(zhì)數(shù)據(jù)--包括火山口地面上的火成巖的跡象--其精確度令科學家感到驚訝。

SHERLOC在JPL的主要研究人員Luther Beegle說：“我們得到了在水環(huán)境中形成的材料的非常酷的光譜--例如，硫酸鹽和碳酸鹽。”

工程師們還使用WATSON來檢查漫游車的系統(tǒng)和底盤--以及拍攝“毅力號”自拍照。

Beegle說，不僅是成像儀器的強大性能，而且它們能夠忍受火星表面的惡劣環(huán)境，使他對“毅力號”獲得重大發(fā)現(xiàn)的機會有信心。他說：“一旦我們靠近三角洲，那里應(yīng)該有非常好的保存生命跡象的潛力，如果有的話，我們有非常好的機會看到一些東西。”

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