天問一號，如何拍下星際來客？

這段影像不到5秒，卻在最近橫掃全球各大主流媒體的首頁。

因為，它是人類用相機拍下的第三個星際天體—— 3I/ATLAS。

而創造這一奇跡的，是咱們的天問一號！

準確說，是天問一號環繞器上的高分辨率成像相機。

大家好我是火箭叔，今天咱們來拆開這臺相機，看看它為什么能夠成功。

其實天問一號的這臺相機，本職是給火星拍照的。至于拍下這個三千萬公里以外的星際來客，根本就是一場不可能的任務。因為3I/ATLAS除了距離遠，亮度還特別低、速度還特別快——比火星表面暗了數萬倍、速度達到每秒幾十公里。舉個形象的例子，要在這種條件下把它“看清楚”，就好比在數千萬公里外拍到一只飛過的蚊子，而且蚊子還不打燈。

那它是怎么做到的？

咱們先看硬件。天問一號上有兩臺相機，一個是 中分辨率成像相機用來看全貌，另一個，就是這次立功的“高分辨率成像相機”。它的核心優勢有三點：口徑大、像素高、控制穩。首先，鏡頭口徑越大，能收集的光就越多，分辨率也越高。這和人眼一樣，瞳孔越大，看得越清。天問一號的鏡頭口徑超過38厘米，焦距達到4.64米——它就像一支長槍鏡頭，在太空中專盯目標，不放過任何一縷光子。其次，它采用了高靈敏度的 CCD + CMOS 傳感器，具備極低的暗電流和噪聲。

在深空中，傳感器不是被陽光曬，而是被冷卻到接近零下幾十度，這樣可以讓“底噪”降到極限，捕捉到極暗的信號。要知道，3I/ATLAS 反射回來的光子少得可憐，就像你用相機拍一根火柴的火光——但距離是地球到月球。第三，相機再好，也得“穩”。天問一號的姿態控制精度，可以達到毫弧度級，靠的是星敏感器、陀螺儀、反作用輪共同工作，保證在幾秒曝光時間內，視線不會晃動到哪怕一個像素。就像在飄浮的船上，用長焦鏡頭對準遠方的浮標，還得保持不抖。

但是，即便有再好的硬件，還是不夠。因為這次的目標太暗，單幀曝光再長，也容易糊。于是科學家們想了個辦法——“短曝光多幀疊加”。簡單說，就是把一次長曝光，拆成成百上千次短曝光。每一幀都稍微有點噪聲、有點暗，但不會糊。然后再在地面上用算法對齊、疊加、去噪。這種方法叫圖像配準與堆棧。它可以讓信噪比成倍提升。比如疊加 100 幀，就能讓信號清晰度提高 10 倍。最后再用“去卷積”算法，進一步銳化細節。你看到的這張圖，其實是工程師和算法一起“手搓”出來的奇跡。

更難得的是，這次觀測根本不在任務清單上。天問一號原本是火星環繞任務，它的主要工作是拍攝火星表面、傳回地形地貌數據。但團隊在一次軌道窗口內發現：3I/ATLAS 即將從火星軌道附近劃過。于是他們在有限的燃料與通信資源下，緊急計算軌跡、重新編程、預指向目標。簡單說，這是一次“臨場發揮”的科學機動。這背后不僅是設備能力，更是工程師對深空任務的掌控力。而它的意義在于——我們用一臺原本“看火星”的相機，拍下了一位“來自銀河系外的訪客”。這代表的不只是靈活和巧思，更是系統冗余設計的勝利。

當然，這也是一次中國深空任務的勝利。要知道，以前類似這樣的第一次，那必須是屬于NASA的呀，可這次，它去哪兒了？哦，還在問聯邦政府要錢呢。其實幾乎在同一時間，NASA的火星勘測軌道飛行器上的相機也拍到了3I/ATLAS，并且它的口徑比咱們的相機更大，按理說有著更清晰的成像。但是，由于聯邦政府停擺，這些圖像尚未公布。不好意思，這次我們先上桌了。它同時也說明，在科學探索上，誰能第一時間展示成果，往往不只是技術實力，也反映出執行效率和決策機制的差異。

讓我們共同期待，未來有更多的第一次！