4K影片帶你看清火星表面

來自英國的ElderFox Documentaries公司,上傳了火星表面的4K 影片,造成一股轟動。說實話,4K螢幕之所以還沒普及,有很多原因,第一是因為價格高,第二是數位內容不夠多,第三是顯卡和線材要一起升級。結果遠在九千八百萬公里外的火星,反而先拍下了4K影片,還傳回到地球來了。

機會號拍攝的照片

這些照片是由三台火星探測車傳回來的,分別是勇氣號(Spirit)、機會號(Opportunity)好奇號(Curiosity)。困難的點在於它們雖然裝載高解析度的相機,但回傳速率只有32kbps, 大約是4G網路的千分之一,只有在能連上Mars Reconnaissance Orbiter的時候才能達到2Mbps,不過一天也只能連上八分鐘。火星的一天又叫做 “Sol”,代表火星的一個太陽日,大約比地球的一天多40分鐘。有看過麥特‧戴蒙主演的《絕地救援》(The Martian)就會聽過 “Sol”。

好奇號拍攝的照片

這張好奇號拍攝的全景照片高達18億像素,一直放大都還有4K解析度,用了超過1000張照片去合成

從影片中我們可以發現,機會號和好奇號傳回來的照片比較多,這是因為勇氣號已經在10年前就失去聯絡了。勇氣號和機會號是一對孿生兄弟,它們在2004年一月先後登陸在火星的兩側,在它們前面只有四個探測船曾登陸。1971年蘇聯的Mar 3是第一位,不過一落地就失去功能;第二個是1976年NASA的Viking 1和Viking 2;第三次是1997年的Pathfinder計畫,探測車叫Sojourner,大約是一個微波爐的大小,總共只行駛了100公尺。

機勇氣號和機會號的表現無疑是精彩的,原本的計畫是個別行駛600公尺,壽命三個月。結果勇氣號最後的儀表顯示有7.7公里,壽命6年,在2010年3月失聯;機會號更是厲害,連馬拉松都跑完了,行駛了45.16公里,這是地球外最遠的行駛紀錄,這個距離比阿波羅15、16、17號載人登月車的距離還要長! 不過最後機會號的太陽能板被沙塵暴覆蓋,NASA陸續等待了8個月,期盼強風把沙子吹落,但還是事與願違,機會號在2019年2月壽終正寢,得年14歲。


勇氣號和機會號的歷史數據,回傳了30多萬張照片

有人就提出說為什麼不派好奇號去救機會號呢?

第一,好奇號輪子大,移動能力比較強;第二,好奇號是核動力,不用擔心像機會號一樣太陽能板被沙子蓋住。原因也很簡單,當時這兩台探測車相距8400公里,機會號花了14年走45公里,這8400公里是長路漫漫,遙遙無期。況且要把好奇號導航到失事地點,需要透過地球這邊的指揮,傳輸過程還要面對嚴重的延遲問題,有時走幾公尺就要花好幾天。

第二個原因是即使真的找到了,好奇號只是探測車,適合在岩石上鑽洞、採集樣本,不是維修機器人,功能不同;最後一個原因是火星的冬天可以到攝氏零下90度,機會號無法自己保暖,其他零件可能一併故障,很難修理。

不過我們並不需要擔心這兩位菁英戰死沙場,因為在今年7月30號新的火星探測車出發了,叫做毅力號(Perseverance),也是採用核動力,還攜帶了10種儀器,其中最受矚目的便是MOXIE(Mars Oxygen ISRU Experiment),它可以從火星稀薄的二氧化碳中產生氧氣,為人類移民先做準備。毅力號的腹部還攜帶了一台小飛行器,叫做機智號(Ingenuity),它的重量非常輕,只有1.8公斤,螺旋槳用碳纖維做成,轉速高達2500rpm,是地球上直升機螺旋槳轉速的5倍。需要這些特殊的設計,是因為火星的大氣密度實在太稀薄了,只有地球的百分之一。

2020年7月30號剛發射的毅力號

這次的4K影片固然讓人開了眼界,但還有三件事可以期待,第一是加入了新的生力軍毅力號,它有23個相機,比好奇號的17個還多,同時它採集的樣本是可以帶回地球分析的;第二是機智號,它是地球外第一個動力飛行裝置,期待它能從空拍的視角傳回更多照片;第三是前面提到的Mars Reconnaissance Orbiter,它是一個訊號的中繼器,強化火星傳回地球的訊號,要升級記憶體,還更新了行星位置資訊。有了這三個利多,相信之後可以看到更精采的火星樣貌。

Mars Reconnaissance Orbiter(MRO),它是一個訊號的中繼器,強化火星傳回地球的訊號