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在1930年被發(fā)現(xiàn)之后，我們眼里的冥王星一直是一個遙不可及而神秘的存在。然而在近日，當新視野號發(fā)回了冥王星的清晰照片后，我們終于有機會一睹它的真容。
而讓我們感到好奇的是，照片的背后，是什么樣的攝影機擔任起了此次記錄的重任？
The Atlantic的記者采訪了技術(shù)項目的工程師Lisa Hardaway，雷鋒網(wǎng)小編為大家整理編譯出她關(guān)于攝像機的解答。
攝像設備統(tǒng)稱為“Ralph”，它能夠捕捉可見光和紅外線。因此，我們從照片上看到的冥王星具有黑色和棕褐色的高分辨率的圖像，實際上是Ralph所收集捕獲的信息數(shù)據(jù)。
因為Ralph能夠捕捉可見光，所以它的工作原理有點類似與手機攝像頭，或是我們常見的數(shù)碼單反。按照傳統(tǒng)相機的規(guī)格，這是一個焦距75mm，光圈8,7的鏡頭。但是，由于其使用環(huán)境的特殊性，攝像機要面臨的問題其實有很多。團隊主要遇到的挑戰(zhàn)有如下四個：遇冷收縮、光線問題、質(zhì)量控制以及時間。
挑戰(zhàn)一：遇冷收縮問題
隨著新視野號飛船離太陽越來越遠，溫度也會變得很低（大概在-238°C到-218°C）。
“根據(jù)熱脹冷縮原理，不同的材料受冷時縮小的程度也不同。”
因此，團隊的解決方案是，用同一材料來制作攝像機的某一部位。按照雷鋒網(wǎng)小編的理解，也就是說，既然攝像機遇冷一定會縮小，為了保證機器的正常運作，同一部件就必須選擇同一材料。
“我們采用鋁來制作反光鏡和底座，這樣它們便會按同樣的比率縮小，保持焦距不變。”
要把鋁做成攝像機的反光鏡可非易事，團隊采用了鉆石打磨才把普通的鋁制造成能夠透光的鏡片；而鏡頭仍然采用玻璃制作。
在地球上，團隊進行了模擬測試，以保證攝像機在太空中也能正常運作。
挑戰(zhàn)二：光線問題
因為Ralph選擇了自然采光，這就意味著光源來自59億公里的太陽。而在新視野號飛躍冥王星時，要拍攝它背面照片則很有可能遭遇光源不足的問題。對此，它的唯一光源就只有冥衛(wèi)一卡戎反射太陽的光線。
“標準相機中，我們可以對光圈進行調(diào)整，或者調(diào)整參數(shù)，使曝光的程度達到最平衡的狀態(tài)。”但在太空里，這樣的操作便是難上加難。
對于這一問題，Hardaway和其團隊“沒有其他選擇”，
“只能利用少量的光線并將其轉(zhuǎn)換為圖像。”
而在飛船發(fā)射直至到達火星之前，相機的鏡頭蓋一直是關(guān)閉的。因為團隊把鏡頭的光圈調(diào)得很大，如果在離太陽過近之時打開，鏡頭過曝，可能會把自己燒壞。
在2007年，新視野號抵達木星，拍攝了這張照片。
挑戰(zhàn)三：質(zhì)量
我們都知道，在太空飛行中，科學家們對于飛船自身的質(zhì)量可謂是斤斤計較，每增加一點點重量，可能飛船在太空中就會增加額外的負擔。因此，攝像機的質(zhì)量也成為了團隊需要嚴格控制的重點。
相對于飛船而言，攝像機所需要的燃料幾乎可以忽略不計，因此大頭便落在了攝像機自身的重量控制上。
“最終，Ralph的質(zhì)量是23磅，低于NASA的要求。它也非常低能耗，功率只相當于一個小夜燈（7w）。”
挑戰(zhàn)四：時間
新視野號會在宇宙空間飛行九年半的時間，普通相機在地球上需要小心護理才能保存如此長的時間，更何況是在神秘難測的太空里？
“我們的系統(tǒng)會對空間環(huán)境進行適應，特別是輻射和熱脹冷縮，畢竟它是一個要服役九年半的攝像機。”
NASA給團隊從設計到測試完畢的時間期限是三年，而團隊只花了不到兩年（22個月）就完成了任務。如何讓攝像機經(jīng)歷九年多的飛行而依然正常運作，時間是最大的敵人。不過他們終于做到了。
接下來，它的征途是柯伊伯帶，以及海王星之外的矮行星。這大概還需要花費數(shù)年時間，而且還要考慮到燃料告罄的問題。但至少現(xiàn)在，Ralph已經(jīng)完成了拍攝冥王星的任務。Hardaway表示：
“從地球上看冥王星，它原來只是一個小小的像素點……不過現(xiàn)在，很開心能夠看到這些照片呈現(xiàn)在世人面前。”
via The Atlantic
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