在1930年被发现之后，我们眼里的冥王星一直是一个遥不可及而神秘的存在。然而在近日，当新视野号发回了冥王星的清晰照片后，我们终于有机会一睹它的真容。而让我们感到好奇的是，照片的背后，是什么样的摄影机担任起了此次记录的重任？The Atlantic的记者采访了技术项目的工程师Lisa Hardaway，雷锋网小编为大家整理编译出她关于摄像机的解答。 摄像设备统称为“Ralph”，它能够捕捉可见光和红外线。因此，我们从照片上看到的冥王星具有黑色和棕褐色的高分辨率的图像，实际上是Ralph所收集捕获的信息数据。 因为Ralph能够捕捉可见光，所以它的工作原理有点类似与手机摄像头，或是我们常见的数码单反。按照传统相机的规格，这是一个焦距75mm，光圈8,7的镜头。但是，由于其使用环境的特殊性，摄像机要面临的问题其实有很多。团队主要遇到的挑战有如下四个：遇冷收缩、光线问题、质量控制以及时间。 挑战一：遇冷收缩问题 随着新视野号飞船离太阳越来越远，温度也会变得很低（大概在-238°C到-218°C）。 “根据热胀冷缩原理，不同的材料受冷时缩小的程度也不同。” 因此，团队的解决方案是，用同一材料来制作摄像机的某一部位。按照雷锋网小编的理解，也就是说，既然摄像机遇冷一定会缩小，为了保证机器的正常运作，同一部件就必须选择同一材料。 “我们采用铝来制作反光镜和底座，这样它们便会按同样的比率缩小，保持焦距不变。” 要把铝做成摄像机的反光镜可非易事，团队采用了钻石打磨才把普通的铝制造成能够透光的镜片；而镜头仍然采用玻璃制作。 在地球上，团队进行了模拟测试，以保证摄像机在太空中也能正常运作。 挑战二：光线问题 因为Ralph选择了自然采光，这就意味着光源来自59亿公里的太阳。而在新视野号飞跃冥王星时，要拍摄它背面照片则很有可能遭遇光源不足的问题。对此，它的唯一光源就只有冥卫一卡戎反射太阳的光线。 “标准相机中，我们可以对光圈进行调整，或者调整参数，使曝光的程度达到最平衡的状态。”但在太空里，这样的操作便是难上加难。 对于这一问题，Hardaway和其团队“没有其他选择”， “只能利用少量的光线并将其转换为图像。” 而在飞船发射直至到达火星之前，相机的镜头盖一直是关闭的。因为团队把镜头的光圈调得很大，如果在离太阳过近之时打开，镜头过曝，可能会把自己烧坏。 在2007年，新视野号抵达木星，拍摄了这张照片。 挑战三：质量 我们都知道，在太空飞行中，科学家们对于飞船自身的质量可谓是斤斤计较，每增加一点点重量，可能飞船在太空中就会增加额外的负担。因此，摄像机的质量也成为了团队需要严格控制的重点。 相对于飞船而言，摄像机所需要的燃料几乎可以忽略不计，因此大头便落在了摄像机自身的重量控制上。 “最终，Ralph的质量是23磅，低于NASA的要求。它也非常低能耗，功率只相当于一个小夜灯（7w）。” 挑战四：时间 新视野号会在宇宙空间飞行九年半的时间，普通相机在地球上需要小心护理才能保存如此长的时间，更何况是在神秘难测的太空里？ “我们的系统会对空间环境进行适应，特别是辐射和热胀冷缩，毕竟它是一个要服役九年半的摄像机。” NASA给团队从设计到测试完毕的时间期限是三年，而团队只花了不到两年（22个月）就完成了任务。如何让摄像机经历九年多的飞行而依然正常运作，时间是最大的敌人。不过他们终于做到了。 接下来，它的征途是柯伊伯带，以及海王星之外的矮行星。这大概还需要花费数年时间，而且还要考虑到燃料告罄的问题。但至少现在，Ralph已经完成了拍摄冥王星的任务。Hardaway表示： “从地球上看冥王星，它原来只是一个小小的像素点……不过现在，很开心能够看到这些照片呈现在世人面前。”cnBeta 已经入驻豌豆荚啦，扫描左侧的二维码就可以在豌豆荚关注我们。 最懂应用的豌豆荚，发现无数好应用。
