3000万公里,一颗来自太阳系外的彗星正以每秒58公里的速度掠过火星。中国天问一号轨道器用一台原本设计来拍摄火星表面高亮景物的相机,给它留下了一张模糊却极为罕见的正面照。中国国家航天局(CNSA)公布了这次成像结果:轨道器上的高分辨率相机(HiRIC)在约3000万公里处抓住了这颗名为3I/ATLAS的星际访客,这是自2025年5月7日它被首次探测以来,人类航天器进行的最近距离光学成像之一。

拿到这张照片并不容易。天问一号已经在环火轨道稳定运行了四年零八个月,但HiRIC团队从9月初就开始为这次观测做密集准备——反复进行轨道模拟、理论成像建模,并对仪器做了彻底检查。之所以要提前近一个月“排兵布阵”,并非因为3I/ATLAS难找,而是因为拍摄它需要让相机脱离原本的设计场景。HiRIC的强项是捕捉被太阳充分照亮的火星地形细节,而这次它要处理的却是一个亮度只有火星地表万分之一到十万分之一的移动目标。更要命的是,目标还在飞速远离:3I/ATLAS本身的速度约58公里/秒,而天问一号轨道器的相对飞行速度达到86公里/秒,两张“快照”之间必须精确到毫秒级。

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把火星相机当彗星相机用,本质上是一场参数上的极限调整。欧空局的火星快车(Mars Express)和痕量气体轨道器(TGO)在同一天也分别用高分辨率立体相机(HRSC)和彩色与立体表面成像系统(CaSSIS)拍到了3I/ATLAS,但两者的曝光时间分别是0.5秒和5秒。相比之下,天问一号的HiRIC并未公开具体曝光参数,不过官方特别提到,这台相机在设计时追求高时间精度和快速响应能力——这种“设计余量”在此刻体现得淋漓尽致。尽管最终得到的图像依然充满噪点,彗核几乎不可分辨,但彗星标志性的彗发和延伸出去的彗尾却清清楚楚地出现在画面中。团队还将多帧图像拼接成一段动画,直观展示出这颗星际天体奔向太阳内圈的真实轨迹。

从科学意义上说,3I/ATLAS的这些特征再次确认了它的彗星身份。当它逐渐靠近太阳时,其内部的冰和其他挥发性物质便因升温而向外喷发,形成由气体和尘埃组成的彗发与彗尾。这一过程不仅向天文学家证明它来自另一颗恒星的冰冷外围,也为理解太阳系的演化提供了跨系统对照样本。而对中国的深空探测计划而言,这次抓拍还附赠了一个更实际的彩蛋:即将在未来几年内与小行星和彗星交会的天问二号任务,几乎可以把这次成像看作一次技术预演。从火星轨道上盯住一颗快速移动的暗弱彗星,本身就是对深空导航、相机指向和图像处理能力的综合检验。

事实上,就在同一天,跨越欧亚大陆的多台探测器都对准了同一个目标。火星快车的HRSC和TGO的CaSSIS也传回了各自的图像,三者在成像难度上各有苦衷,但都在类似的窄光条件下面临着从过亮背景中提取暗淡目标的共同命题。对工程团队来说,3I/ATLAS就像一块从天外飞来的试金石——它并不会等谁准备好,只是飞快地经过,而天问一号恰好接住了这一瞬。在几千万公里的尺度上,一张布满噪点的照片,恰是深空探测走向成熟的一支温度计。