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2月6日,國傢國防科技工業局發佈瞭探月工程嫦娥二號月球探測器獲得的7米分辨率全月球影像圖,這是目前國際上已公佈的分辨率最高的全月球影像圖。
高分辨率全月圖是如何獲得的?它將對未來的月球探索有何幫助?
“去一個新地方探險,總希望得到的資料越全面、越詳細越好,探測月球也是如此。”中科院遙感應用研究所童慶禧院士說,7米分辨率全月圖為我國和其他國傢開展進一步的月球探測提供瞭更加完整和精細的地形地貌基礎數據。
7米分辨率、100%覆蓋,中國全月球影像圖世界領先
和嫦娥一號獲得的全月球影像圖120米的分辨率相比,嫦娥二號的分辨率為7米,提高瞭17倍,可以清晰展示月球撞擊坑邊緣的細紋,讓人領略月球更加美麗的形貌。
以月球正面的第谷環形坑為例,第谷環形坑深約5公裡,直徑約85公裡,中間的中央峰高約1.6公裡,天體撞擊形成的輻射線紋達到1500公裡,十分引人註目,甚至在地球上用肉眼就可以看到。通過7米分辨率的圖像數據,可以看見中央峰頂部的石塊和坑底部的龜裂,甚至坑沿塌陷及坑沿頂部的石塊。
月球背面,威納環形坑的一個衛星坑,直徑約47公裡。通過7米分辨率的圖像數據可以看見環形坑內部的構造細節,並可清晰地分辨出撞擊坑底部和邊緣的石塊,在東南坑壁上甚至可以看見石塊滾落的痕跡。
在全月球范圍內用7米分辨率的“高清視力”識別月球表面,目前隻有中國能做到。
探月工程科學應用首席科學傢、中國科學院國傢天文臺臺長嚴俊研究員介紹說,在國際上,有分辨率優於7米的月圖,但隻是局部月圖;也有全月圖,但分辨率都達不到7米水平。嫦娥二號獲得的7米分辨率全月球影像圖是目前最清晰的全月圖。
嚴俊說:“我們甚至在全月圖中看到瞭阿波羅11號登月遺跡。”
月球表面的月坑
嫦娥三號未來著陸區高精度圖像分辨率優於1.3米
嫦娥二號探測器有效載荷分系統主任設計師趙葆常研究員介紹說,嫦娥一號隻能識別大於360米的月坑、石頭,而嫦娥二號可以識別20米大小的物體。打比方說,如果嫦娥一號隻能發現機場、港口這樣的大型基礎設施的話,嫦娥二號就可以發現機場的飛機和港口裡的輪船。
而在未來嫦娥三號即將著陸的月球虹灣地區,通過降低衛星高度並調整相機設置,還獲得瞭分辨率優於1.3米的高精度圖像,為嫦娥三號選擇平坦落點提供更多的基礎數據。
為何獲取圖像的分辨率和效率能夠大幅度提高?趙葆常說,“如果說嫦娥一號相機是一隻單眼,那麼嫦娥二號就是用瞭96隻單眼組成的復眼觀察月球。這是中國科學傢掌握的關鍵技術。”
7米分辨率的全月球影像圖,其數據來自嫦娥二號衛星半年多的采集。2010年10月24日,嫦娥二號衛星搭載的新型CCD立體相機首次開機工作,成功獲取月表影像數據。按照嫦娥二號任務科學探測計劃,截至2011年5月20日,共獲取607軌100公裡高度和15公裡高度的月球影像數據。
總數據量超過800GB,全月圖歷經半年制作完成
國防科工局黨組成員、探月工程副總指揮劉東奎說,與嫦娥一號衛星相比,嫦娥二號影像分辨率由120米提高到7米,數據量增加瞭300倍,全月圖的制作更加困難和復雜。
在獲取原始影像數據的基礎上,科研人員需要進行繁瑣、細致的輻射校正、光度校正等工作,並根據探測器軌道和姿態數據進行影像數據的幾何校正,才能還原月球表面地形、地貌的真實面貌。隨後,還要進行影像匹配、分幅和鑲嵌,才能形成全月球影像圖。
經過科研人員半年多艱苦細致的工作,7米分辨率全月球影像圖終於制作完成。
專傢介紹說,嫦娥二號7米分辨率全月球影像色調一致,層次豐富,圖像清晰。影像圖的空間分辨率、影像質量、鑲嵌精度、數據一致性和完整性等優於國際同類產品,達到國際領先水平。
制作完成的7米分辨率的全月球分幅影像圖產品共有746幅,總數據量超過800GB,按照1比8萬的比例全部打印拼接起來,圖片面積相當於一個足球場大小。同時,科研人員還制作完成瞭50米分辨率分幅影像圖和全月球數據鑲嵌影像圖,以及全月球3D立體影像。
全月球影像圖數據對國際開放
嫦娥二號全月圖的發佈,為月球和空間科學研究提供瞭更加詳盡的科學探測數據,也標志著嫦娥二號的主要任務由探測運行階段轉入數據發佈和科學研究階段。
嚴俊介紹說,高分辨率全月球影像圖是月球科學研究最為基礎性的資料,對我們研究月球物質特性、月球地質構造、月表物質成分的含量,探究月球起源與演化有著直接的科學價值或重要的參考作用。
“影像圖獲得瞭月球構造的更多細節,從而深化對月球地質構造內部結構的研究。同時,能夠識別更多的月面撞擊坑,增加統計樣本,從各類撞擊坑的大小、分佈、結構,揭示小天體撞擊月球的時空演化規律,從而為研究月球的年齡提供科學依據。”嚴俊說。
同時,月球表面物質長期受到宇宙線、太陽高能和低能粒子照射,加上月表溫差變化和小天體撞擊的綜合作用,形成瞭許多太空風化特征,高分辨率影像圖提供的精細特征,可以為揭示太空風化過程提供重要科學依據。此外,高分辨率全月影像圖還是編制全月球地質圖的科學基礎。
據介紹,與嫦娥一號獲得的全月球影像圖一樣,7米分辨率全月球影像圖數據也是對國際開放的,未來將讓全球的科學傢來使用和體驗。
Orignal From: 嫦娥拍攝最高清全月圖:7米分辨率,100%覆蓋
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