視頻丨阿特拉斯長啥樣?觀測到有多難?揭秘天問一號“驚鴻一瞥”
來自國家航天局的消息,近日,天問一號環繞器利用高分辨率相機,成功觀測到一顆來自太陽系以外的彗星——阿特拉斯(3I/ATLAS)。這是人類已知造訪太陽系的第三顆星際天體,推測年齡約30億至110億年,這也是我國航天器首次觀測到星際天體。
天外來客:
打開太陽系外科學奧秘的鑰匙
阿特拉斯是人類已知造訪太陽系的第三顆星際天體,天然的稀缺性使它在被發現之初就成為科學家們關注的焦點。
*首次火星探測任務地面應用系統總設計師 劉建軍:*它就是太陽系的天外來客。它非常稀缺,從太陽系之外來的只有三顆,第一顆是2017年發現的,奧陌陌可能大家都知道,還有一個就是2019年發現的,這是第三顆從太陽系外來的。
科研團隊通過對天問一號獲取圖像分析後發現,不僅可以看清阿特拉斯的彗核,還能夠看到彗尾,也就是這顆星體明亮的尾部延伸部分。

*首次火星探測任務地面應用系統總設計師 劉建軍:*我們看到彗尾很大,幾千公里,所以目前來看,彗尾裏面很有可能有水冰和二氧化碳這些成分,這是需要去確認的。
由於阿特拉斯的天外來客獨特身份,也就意味着它所攜帶的每一粒塵埃、每一滴冰晶,都不同於太陽系。而通過對比它與太陽系彗星的成分差異,就能夠更加深入地瞭解太陽系的起源等相關問題。
太陽系停留時間短 觀測難度大
機會難得,但想要觀測到這顆星際天體卻並不容易。採訪中記者瞭解到,阿特拉斯在太陽系停留的時間非常有限,不僅觀測的時間緊任務重,這顆天體自身的獨特性也給觀測帶來了不小的挑戰。
基於阿特拉斯特殊的軌道,它在9月至11月期間距離太陽最近,隨後逐漸遠離太陽系。但在這個時間段,地球、太陽和天體幾乎在同一條直線上,導致地球上的設備無法對其進行有效觀測。為此,我國科研團隊選擇了正在執行火星任務的天問一號環繞器進行觀測。
工欲善其事,必先利其器。天問一號做好了準備,但阿特拉斯又給出了好幾道難題。首先就是距離遠,這顆星際天體距離火星大概有3000萬公里,相當於地月距離的70多倍,並且它的體積較小,想要拍到它,挑戰極高。

*首次火星探測任務地面應用系統總設計師 劉建軍:*它的彗核直徑大概只有5.6公里,它速度快,大概能夠達到每秒58公里。
由於阿特拉斯和天問一號的飛行速度都很快,因此兩個處在高速運動中的物體,想要拍攝到另一方的清晰圖像,就對相機的要求非常高,這也就是天問一號面臨的又一個難題。

*首次火星探測任務地面應用系統總設計師 劉建軍:*每秒86公里相對速度,需要光學的相機一直指向它,姿態的控制要非常穩定,所以對平台的控制精度的要求就比較高。
劉建軍介紹,在克服了距離遠、體積小、速度快的難題後,擺在他們面前的最後一道難題就是阿特拉斯的亮度非常低,想要在黑暗的宇宙當中給它拍照,難度可想而知。
為了儘可能拍攝到阿特拉斯的清晰圖像,科研團隊將天問一號環繞器上搭載相機的曝光調整到了極限值。

*首次火星探測任務地面應用系統總設計師 劉建軍:*通常我們對火星的拍照可能都是毫秒的曝光時間,我們對這種闇弱的天體拍照,採用了1.34秒的曝光時間,每間隔1.5秒來進行拍攝,所以能夠獲取這些闇弱天體的信息。
團隊協同作戰
拼出星際天體完整信息
此次天問一號環繞器成功觀測星際天體,是由多個團隊協作、互相配合,最終才得到了這些寶貴的觀測圖像。
由於天問一號環繞器與地球的距離很遠,所以想要有效調動它,要克服延時等多項阻礙。不僅如此,由於對於阿特拉斯所掌握的信息有限,並且有效的拍攝時間較短,為此,在形成觀測計劃後,位於北京航天飛行控制中心的團隊,就提前對天問一號的各項載荷狀態進行了檢查,並同步對阿特拉斯的軌道精度等進行測算。

*北京航天飛行控制中心 劉少然:*通過計算天問一號的精確軌道,以及結合阿特拉斯星體的軌道,最後得出了相對位置關係,給出了最終的精確的拍攝指向。
在掌握了阿特拉斯的基本信息之後,科學家團隊需要針對此次觀測試驗提出具體的拍攝需求,再由飛行控制團隊來執行。儘管流程看似簡單,但執行起來卻並不容易。為此,兩個團隊在正式拍攝之前進行了兩次演練,確保所有觀測設備處於最佳工作狀態。
最終,在兩個團隊的配合之下,成功獲取了阿特拉斯的觀測圖像,讓我們對這顆星際天體有了更多的瞭解和認識。而這次的成功,也讓處於拓展任務階段的天問一號收穫了意外之喜。

*北京航天飛行控制中心 劉少然:*對於我們來説也確實是意外收穫,突破了我們用地面望遠鏡和設備觀測的侷限,我們用地面的設備去觀測它,效果還是差很多的,因為用火星環繞去拍攝,距離會縮短9倍。
(總枱央視記者 崔霞 徐靜 陶嘉樹)