为什么天问一号去火星要带个“自拍摄影师”？

今年10月1日是难得一见的国庆节和中秋节日期重合机会，当压抑许久的人们把春节、元宵、端午、国庆、中秋等过节氛围一并放到这个假期的同时，已经连续飞行近1.9亿千米的天问一号火星探测器也送出了它最独特的祝福：一张中国历史上最远最强的超级自拍，鲜艳的五星红旗在太空深处熠熠生辉。

完成这个自拍操作可并不简单。从图中可以看到天问一号的整体结构，它包括带着巨大太阳能帆板和通信天线的环绕器，以及被包裹起来的着陆器和巡视器组合体。如果以图中的五星红旗作为参考，它的尺寸（39*26 cm）与一张A3纸大小接近，对比来看整个组合体的大小可想而知。这种角度的自拍显然不是“自拍杆+广角相机”组合能够完成的，天问一号需要带一个“独家摄影师”。

这个“摄影师”就是从天问一号上分离出去的分离测量传感器，通俗点说，一个类似相机的微小卫星。它由中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院研制，作用是在离开天问一号的过程中，监测探测器整体工作状态，为它全方位拍照测（留）量（念），记录这一特殊的时刻。测量传感器没有复杂的姿态保持系统，为最好完成目标，它前后各有两个广角镜头，离开天问一号后保持1秒1张的速度拍摄天问一号。

由于自身能力有限，这颗微小卫星没有巨大的天线能将照片数据直接传回地球，还需要依靠与天问一号之间通信用的超级Wi-Fi传输数据，天问一号随后择机将处理完的图像数据发回给地球上的中国航天人，而这颗微小卫星将最终消失在深空中。

动图：天问一号抛出分离测量传感器

所以整体过程可以描述为：“网红”天问一号把自拍神器前后置两个相机都调成自动拍摄模式，把它抛到更远更高的地方，以便于让它拍到自身巨大的全景。天问一号以最精致的妆容面对相机，尤其是露出那面大大的国旗。在“咔擦”、“咔擦”、“咔擦”拍摄过程中，相机把照片数据传回天问一号。天问一号经过“精修”操作后，随后发到朋友圈（地球），果然引起了各媒体和粉丝们热烈追捧！

论“网红”的美美自拍是怎么炼成的，就是这么高难度操作！

当然，天问一号携带的分离测量传感器作用不仅是自拍，它最重要的使命是整体上监测天问一号飞行状态。自从7月23日从文昌航天发射场出发后，天问一号距离地球已经超过2500万千米，经过了两次轨道修正操作，所携带的载荷也陆续完成自检。然而在这个距离尺度，航天人是根本没办法通过光学观测等手段监测它的。而通过传回的自拍数据，是一种有效的监测手段。航天人仿佛通过电磁波通信这条“风筝线”，遥控已经躲在云后看不见的“风筝”。

天宫二号执行任务期间，伴星拍下了大量高清图片

这种技术对于中国航天而言并非首次，曾多次用在重要航天任务中。例如，有些类似功能的微小卫星甚至可以长期伴随主航天器飞行，又可以被叫做伴飞卫星。我国天宫二号太空实验室执行任务期间，释放了一个伴飞小卫星，它能够利用高清相机长期拍摄天宫二号整体情况，尤其是与神舟十一号飞船对接期间。高清影像不仅有助于为航天器交会对接提供直接的数据支持，也能为研发人员积累大量珍贵记录数据，以便于未来进一步提升相关技术。实际上，早在2008年的神舟七号载人任务时，伴飞卫星就已经得到应用。

早在2008年的神舟七号飞船任务时，伴飞卫星已经得以应用

伴飞卫星的应用非常广泛，除了介绍的光学成像功能之外，它们还能进行天文观测、高速通信、技术试验和科学试验等，在火星探测中也有先例。例如，2018年5月的火星探测窗口（每约2年2个月一次）时，洞察者号着陆器从地球出发，与它一起前往火星的还有两个小型伴飞卫星MarCO，昵称是“瓦力”和“伊娃”，每个仅有不到10千克重。

“瓦力”和“伊娃”编队已经成功实现了洞察号火星着陆过程的“直播”©️NASA

但它们的功能并不简单，是下一代深空通信技术的验证者。核心科研内容之一是在洞察号降落火星的过程中将信号“实时直播”回地球，唯一的延迟是火星和地球之间的距离导致的。这大不同于传统的着陆器着陆期间自主记录所有数据，然后进行数据储存、压缩，择机等待环绕器飞抵上空后上传数据，再由后者发回地球的方式，漫长的等待周期。因而，在洞察号着陆火星的过程中，人类几乎是在“第一时间”就知道了着陆和工作情况。

然而无论是天问一号携带的分离测量传感器，还是洞察号携带的新技术验证小卫星，都没有足够能力改变自己的轨道，注定滑入深空结束自己的光荣使命。

所以，当我们看到五星红旗在深空中闪耀时，也应该感谢它和它背后中国航天人的伟大付出。

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