哈勃望远镜能看到火星车好奇号、旅行者号吗？ 刘博洋，天体物理学博士生 @监听员 10492 号算的是对的。哈勃虽然至今仍然是高分辨率光学观测的顶级之选，不过这事真的是……臣妾办不到。 哈勃望远镜，口径 2.5 米，光学分辨率~0.05 角秒——大概是日月直径的三万分之一。地火距离最近 5460 万公里，算下来哈勃看火星，分辨率最好可以达到13 公里。也就是这样： 这火星车得比《环太平洋》里的机甲大 100 多倍才能占据一个像素…… 请允许我做一个……的表情 那……咋……办…… 如果你的照片拍的不够好，那是因为你靠的不够近。 ——安德鲁·弗里德曼 看看能拍到火星车的是什么玩意： （MRO，艺术想象图） 火星勘测者轨道飞行器（MRO）。这货离火星地表只有 300 公里。那是多近呢，这么近： （MRO 实时位置图） MRO 距离火星地表只有约 300 公里。这个距离如此之小，以至于再低一点，就可以在飞行中感受到拂面而来的火星大气了。实际上 MRO 一开始入轨的时候，也正是利用了这一点：让近地点浸没在火星大气边缘靠内处，不断的消耗 MRO 的动能，这样逐步把一个高椭率的轨道修成后来的正圆形。 （MRO 气动刹车轨道示意。图中还画出另外几个火星轨道器以及火星的两颗天然卫星的轨道作为对比。） 就这么修了 400 多圈，才修成几乎贴着火星飞的轨道。 都离得这么近了，MRO 还是带了一个口径巨大的相机（或者说望远镜）： （MRO/HiRISE） 它携带的 HiRISE 相机，口径达 0.5 米，是有史以来太阳系深空探测任务中最大口径的望远镜。当然比地球轨道上的很多空间望远镜是要小一些。但是能把这么一大坨东西扔到火星，也是挺不容易的。感受一下 0.5 米口径望远镜的大小： （香港可观自然教育中心暨天文台的 0.5 米望远镜） MRO/HiRISE 的分辨率达到 0.2 角秒，在 300 公里高的轨道上，对应火星地面上 0.3m 的物体。妥妥的是能看到火星车了——虽然也只能看到几个像素。感受一下它看到的好奇号火星车： （左下角是好奇号火星车，曲曲折折的不是荷塘，而是好奇号的车辙） 实际上好奇号还没落地的时候，MRO 就开始注视它了： （好奇号火星车降落时 MRO 拍摄的影像） 好奇号落地之后，MRO 又盯着它风中摇曳的降落伞看了好几年： （摇曳动图见：https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia19159-figa_backshell_anim_v3.gif） 好奇号是有史以来最大的火星车，在 MRO/HiRISE 眼中尚且可以据有几十个像素，稍小一些的火星车呢，能看到吗？ （勇气号和机遇号） 勇气号和机遇号大约是两米直径。……还能看到更小的吗？ 2003 年，英国发射的猎兔犬 2 号火星探测器，进入火星大气层之后与地球失联。这桩悬案到 2015 年，终于被 MRO 解开： 放大： 看起来似乎是太阳能电池板没有完全打开。所以就 GG 了…… （英国一个太空博物馆Spaceport陈列的猎兔犬 2 号死相复原） 猎兔犬 2 号这个大“怀表”的直径是 57 厘米，展开一半后大约一米，已经在挑战 MRO 分辨力极限了。话说 MRO 还能再给力一点吗……比如，马特达蒙的火星宠物——旅居者号火星车？ （《火星救援》剧照） 噫，这家伙只有 65 厘米长，原则上在 MRO 的影像中只占 2 个像素…… 虽然感觉没什么希望，MRO 还是拍了。黄线所指是携带旅居者号去火星的“探路者号”，就是马特达蒙用来跟地球通话的那个不能动的玩意。 这是探路者号拍摄的着陆点全景图的一部分。NASA 的同志们对比了半天，觉得 MRO 拍到的遥感图上，似乎在图左打问号的地方多出了一个不知道什么东西——兴许就是失联的旅居者号了。我对了半天，觉得他们可能是想说这个地方（红圈内）： 恩，在接近极限分辨率的地方，想象力是一个重要的能力。 最后附一张好奇号、勇气 / 机遇号、旅居者号全家福： 这是 1997 年到 2012 年，15 年间，人类（mei di）的进步成绩单。 以上。 欢迎关注我和朋友们建立的天文教育公益组织“青年天文教师连线”，微信公众号 TeachForAstro。 如果你想以教师志愿者、天文科普写手 / 画手、媒体专员、项目主管、专家顾问等身份加入我们的话，赶快行动咯。 阅读原文
