北京冬奧會(huì)開幕當(dāng)天，一份來自火星軌道上的祝福，穿越了3.2億千米的漫長星際旅程，到達(dá)地球。正在執(zhí)行我國首個(gè)行星際探索任務(wù)的“天問一號”探測器，與五星紅旗、北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)會(huì)徽的同框照片傳回地球，送上了一份“最高”的冬奧禮物。

　　這張珍貴合影原來是一張“宇宙級自拍”，回拍相機(jī)由中國航天科技集團(tuán)八院803所研制。據(jù)803所產(chǎn)品主管設(shè)計(jì)師吳迪介紹，回拍相機(jī)安裝在自拍桿的末端。自拍桿是一種變結(jié)構(gòu)鎖定和伸展裝置，由特殊材質(zhì)制成，在“天問一號”發(fā)射和飛往火星的過程中，均為收攏狀態(tài)。到達(dá)火星軌道后，自拍桿通過加熱片局部加熱的方式，使其由四段折疊收攏狀態(tài)向外展開，完全伸展開后的長度可達(dá)1.6米。

　　“如此長的自拍桿，完全可以使回拍相機(jī)的鏡頭正對著火星環(huán)繞器，穩(wěn)定地監(jiān)測火星環(huán)繞器的飛行情況。”吳迪說，“為了盡可能地?cái)U(kuò)大拍照視野，研制團(tuán)隊(duì)采用了視場更大的鏡頭，水平視場與垂直視場都超過100°，回拍相機(jī)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的近身連續(xù)拍攝，獲取更多飛行細(xì)節(jié)?！?/p>

　　在日常拍照中，光照條件對拍攝者十分重要。在火星軌道上拍照，尤其是自拍難度更大。由于火星軌道的環(huán)繞器處于飛行過程中，光照條件、受照范圍、自拍桿伸展后的角度，都會(huì)導(dǎo)致五星紅旗、北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)會(huì)徽以及環(huán)繞器本體等光學(xué)特性發(fā)生連續(xù)變化。這些變化產(chǎn)生的不確定性，是對光學(xué)相機(jī)自動(dòng)拍照的最大挑戰(zhàn)。

　　此外，由于采用了視場更大的鏡頭，環(huán)繞器“入鏡”面積大，可能出現(xiàn)部分處于極亮（受太陽光照射）狀態(tài)、部分處于極暗（陰影區(qū)域）狀態(tài)的情況，隨著環(huán)繞器在軌道上快速飛行，環(huán)繞器本體亮和暗的區(qū)域也一直處于變化中。

　　“考慮到諸多拍攝工況，我們設(shè)計(jì)了以五星紅旗為中心的自適應(yīng)曝光成像控制策略。通過對獲取圖像情況的計(jì)算，自主調(diào)整曝光時(shí)間，在光照條件連續(xù)變化情況下，確?？梢垣@取清晰的五星紅旗圖像。”吳迪說。

　　在“天問一號”傳回的視頻中可以看到，金色的環(huán)繞器反射太陽光的位置在逐漸變化，從右下角逐漸向中間移動(dòng)，直至強(qiáng)烈的陽光照射在五星紅旗上，五星紅旗始終清晰可見。

　　自2020年7月23日“天問一號”探測器發(fā)射升空以來，八院803所研制的多款相機(jī)大顯身手，在我國首次自主火星探測之旅中，圓滿保障各項(xiàng)工程測量任務(wù)外，“彩蛋”頻出，留下了諸多難忘瞬間，為我國首次自主火星探測留下了大量寶貴的過程影像，豐富了任務(wù)成果。

　　例如，2020年7月27日，“天問一號”探測器上的光學(xué)導(dǎo)航敏感器在距離地球120萬公里處，“回眸”地球家園，拍下一張“地月合影”。呈“新月”狀的地球與月球在茫茫宇宙中遙遙相望、交相輝映。

　　2020年10月1日，在舉國歡度國慶、中秋之際，“天問一號”探測器首次進(jìn)行深空自拍，通過“分離式監(jiān)測”的方式，拋出了一個(gè)分離相機(jī)，采取WIFI通信傳回所拍圖片，向祖國表達(dá)了生日祝福。

　　2022年元旦，“天問一號”探測器從遙遠(yuǎn)的火星又傳回一組精美圖像，由另一臺(tái)分離相機(jī)再次飛身一躍拍攝而成，將火星北極冰蓋、環(huán)繞器局部特寫及環(huán)繞器與火星合影的精彩畫面，完美地呈現(xiàn)在人們眼前，向全國人民致以節(jié)日問候。（記者張建松）