探索豐富的NASA圖像檔案，領(lǐng)略前所未見(jiàn)的太陽(yáng)系。
55年前，“水手4號(hào)”首次近距離拍攝到了火星的照片。隨后，一支無(wú)人飛船隊(duì)伍對(duì)太陽(yáng)系的每一顆行星、冥王星以及數(shù)十顆衛(wèi)星、彗星和小行星都進(jìn)行了詳細(xì)的拍攝。在這次任務(wù)中，飛船著陸器和巡視器拍攝到了火星這顆紅色星球上的沙石，軌道飛行器穿透了土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)六的云層，探測(cè)機(jī)器人穿越了海王星的陰影。人們還在一些意想不到的地方發(fā)現(xiàn)了許多火山、間歇泉、遇到了風(fēng)暴、看到了星環(huán)和隕石坑。
旅行者2號(hào)在接近海王星時(shí)拍攝的照片
總的來(lái)說(shuō)，這些探測(cè)器已經(jīng)傳回了數(shù)百萬(wàn)張照片。由于有大量的數(shù)據(jù)支撐，這些照片被細(xì)致調(diào)整也無(wú)可厚非。拍攝到的照片中最好的那些已經(jīng)被加工、打磨，并被應(yīng)用于書(shū)籍、雜志和網(wǎng)絡(luò)中，廣為流傳。其中，一些常常出現(xiàn)在人們視野中的照片甚至已經(jīng)成為了某個(gè)特定任務(wù)的象征。例如，旅行者2號(hào)在接近天王星和海王星時(shí)拍攝到的照片，新視野號(hào)拍攝到的冥王星“心形”地貌結(jié)構(gòu)圖像，以及海盜號(hào)火星著陸器拍攝到的 “霜凍”景色。
2015年7月14日，美國(guó)宇航局的“新視野”號(hào)飛船拍攝到了這張高分辨率冥王星的彩色照片。
NASA / JHUAPL / SWRI
這可能會(huì)讓一些太空愛(ài)好者感到驚訝：因?yàn)樾行菙?shù)據(jù)系統(tǒng)(PDS)的存在，這些航天器拍攝的其他照片——不只是部分，而是全部照片——都可以輕松與所有人共享。行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)是NASA專(zhuān)門(mén)用來(lái)收集和保存無(wú)人駕駛行星探測(cè)器數(shù)據(jù)的存檔系統(tǒng)。盡管該系統(tǒng)中也有其他類(lèi)型的航天器數(shù)據(jù)，如宇宙射線測(cè)量、軌跡、大氣數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)，不過(guò)本文重點(diǎn)關(guān)注行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)存檔的圖像。
如果想深入了解，請(qǐng)參閱2018年5月Emily Lakdawalla在《天空和望遠(yuǎn)鏡》雜志上發(fā)表的專(zhuān)題文章，該文章對(duì)行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)和圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行了深入的概述。
除了極少數(shù)圖片還未收入囊中，行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)幾乎包括了你能想到的一切任務(wù)中拍攝到的圖像，比如旅行者號(hào)、伽利略號(hào)和卡西尼號(hào)這樣的外行星任務(wù)，或是水星和金星的內(nèi)行星飛行任務(wù)，當(dāng)然，還有眾多的火星任務(wù)。這里有海量圖片供任何有需要的人使用，其中許多圖片還從未被使用過(guò)。
探索獨(dú)特視角
深入研究這些NASA圖片檔案，就有機(jī)會(huì)更深入地探索某個(gè)任務(wù)及其目標(biāo)之間的細(xì)微差別。通過(guò)這些圖片，人們可以身臨其境地感受宇宙飛船沿軌道飛行的感覺(jué)，以及感受從這樣的視角體驗(yàn)即將要探索的世界是什么樣子。在連續(xù)拍攝的過(guò)程中，由于飛船慢慢接近目標(biāo)，可以看到拍攝目標(biāo)變得越來(lái)越大，最終目標(biāo)填滿(mǎn)整個(gè)視野，最后探測(cè)器會(huì)從拍攝目標(biāo)的后方經(jīng)過(guò)，拍攝到如同新月的景象——而這種景象在地球上通常是不可能看到的。
同樣吸引人的還有那些沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何處理或增強(qiáng)的照片，即所謂的“原始”圖像。這些圖像看起來(lái)就像“直接從相機(jī)中拿出來(lái)的”，它們并不是百分百完美，比如有的圖片會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏(圖像的一部分顯示黑色像素)，有的圖片會(huì)因?yàn)榕臄z時(shí)的顫動(dòng)而變得模糊不清。
旅行者2號(hào)拍攝的模糊海王星
旅行者2號(hào)拍攝的新月形的海王星，處理過(guò)后，這張圖片變得銳利而清晰。
一張廣為人知的照片背后可能會(huì)有多個(gè)版本的“生圖”——比如有的照片構(gòu)圖不正常，有的沒(méi)拍到關(guān)鍵。在相隔數(shù)百萬(wàn)英里的情況下，遠(yuǎn)程操作攝像機(jī)是個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)！我們真的很難想象，攝影師即使處在這樣困難重重的環(huán)境下，還能拍攝到宇宙景色的美妙之處。我們看到的很多照片看起來(lái)都是黑白的——不過(guò)可別被騙到哦！雖然有些航天器配設(shè)的相機(jī)確實(shí)會(huì)直接拍攝灰度圖 (比如“好奇號(hào)”探測(cè)器上的導(dǎo)航相機(jī))，但我們看到的許多已公開(kāi)的彩色照片實(shí)際上是由多個(gè)單色濾鏡拍攝的灰度圖合成的。
P圖大挑戰(zhàn)
在使用NASA圖像檔案時(shí)，最令人興奮的事情之一，就是用圖像編輯軟件自己動(dòng)手處理照片。
這個(gè)功能需要先下載一款圖像顯示軟件，NASAView，該軟件是免費(fèi)提供的。雖然NASAView只有一些基礎(chǔ)功能，但你能用它打開(kāi)并查看行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供的不常見(jiàn)的文件格式——包括該文件的原始版本。
這些文件讓我們有機(jī)會(huì)親自探索真正的科學(xué)數(shù)據(jù)。為了制作這張木星的彩色圖像，我使用了行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)中環(huán)月系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的OPUS搜索服務(wù)來(lái)尋找我喜歡的旅行者1號(hào)拍攝的木星照片。我選擇了三幅相似的照片，這些照片每一幅的拍攝時(shí)間都相差不過(guò)數(shù)分鐘，并且都使用了不同的濾鏡：紫羅蘭色、綠色和橙色。然后，我用處理軟件將這些灰度圖合并成一張新的圖像，我將每個(gè)濾鏡都設(shè)置在不同的顏色通道上，最后生成一張彩色RGB圖像。（不過(guò)旅行者號(hào)并沒(méi)有攜帶真正的紅色濾光片，橙色濾光片只是效果最接近的選擇。)
圖片基本還原了從旅行者1號(hào)上看到的真實(shí)的木星
在查看火星探路者的圖片存檔時(shí)，我發(fā)現(xiàn)了兩張巖石和風(fēng)沙的圖片，這兩張圖片是1997年，小型火星探路者號(hào)拍攝的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)條件，這張圖像確實(shí)是灰度圖，而且圖片分辨率相當(dāng)?shù)汀榱颂幚硭鼈?，我將兩張圖片拼接在一起，然后在照片編輯軟件中用智能縮放算法來(lái)提高分辨率。我的目標(biāo)只是最后能編輯出一張漂亮的圖片，所以處理標(biāo)準(zhǔn)只是我嚴(yán)格的審美，而不是科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，最后我給圖像上了色。
這張火星表面照片是用探路者拍攝的兩張黑白圖像合并后人工上色合成的。
結(jié)語(yǔ)
雖然行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)中儲(chǔ)存了所有行星探測(cè)器數(shù)據(jù)的副本，但正在進(jìn)行的探測(cè)任務(wù)(比如好奇號(hào)、洞察號(hào)或其他任務(wù))可能也會(huì)在該任務(wù)的主頁(yè)上提供輕微處理過(guò)的“原始”文件。新照片通常會(huì)在幾天甚至幾小時(shí)后就上傳至任務(wù)主頁(yè)，所以也不失為了解探測(cè)器最新動(dòng)態(tài)的好辦法。
最最重要的是，行星數(shù)據(jù)系統(tǒng)中藏有整個(gè)世界，無(wú)需任何花費(fèi)，只等你去探索。準(zhǔn)備好接受挑戰(zhàn)了嗎?
作者: DANIEL JOHNSON
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