揭秘：天问一号入轨时看到了什么？

2021年2月12日，农历正月初一，举国欢庆新年之际，国家航天局发布了我国首次火星探测任务天问一号在火星捕获过程中拍摄的影像。

视频共两段，分别由太阳翼监视相机和定向天线监视相机拍摄的。从视频中，我们不仅能观察到火星进出视野、发动机点火后探测器的轻微震动、探测器从火星白昼进入黑夜的完整过程，还能清晰地看到火星大气层、火星表面，甚至还能看到好几个环形山。那么天问一号究竟看到了哪些风景呢？现在水兄还给大家揭个秘。

由太阳翼监视相机拍摄的视频内容相对多一些，我们发现了多个陨击坑。说到这儿，我们先简单科普一下，我们可能比较熟悉的是“环形山”这个名称。据说这是由伽利略发明的，他最早使用望远镜观察月球，发现了月面分布着许多环形山壁特征。 现在研究认为，这类地形主要是由陨石撞击形成的，所以后来除了“环形山”以外，还出现了“撞击坑”、“陨击坑”、“陨星坑”、“陨石坑”等多种名。不过不管是环形山还是那些个“坑”，英文都是crater或impact crater。现在中国天文学会天文学名词委员会统一将正式的中文名称确定为“陨击坑”。不过，出于习惯的考虑，月球上的大型陨击坑仍被称为“环形山”。

我们先上图吧。

天问一号火星捕获过程中的影像1

科林托陨击坑，中心坐标为北纬16.95°，东经141.71 °，直径13.69千米。科林托的名字来源于萨尔瓦多的一处地名。这是天问一号这批次传回的影像中出现的第一个有名字的陨击坑。有人可能会问，旁边有一个明显看着更大的陨击坑，为什么没名字呢？确实，那个环形山离科林开不远，直径大约为科林托的3倍。不过火星上超过1千米的陨击坑有好几十万个，目前有名字的且由国际天文学联合会公布的，仅有1000多个。一般来说，只有具有重大研究兴趣的陨击坑才会被命名，由相关科学家提出，国际天文学联合会审定后发布。火星上较大规模的陨击坑以著名科学家和科幻小说作家的名字命名，如果直径小于60千米，则以地球上的城镇命名。

天问一号火星捕获过程中的影像2

埃律西昂深谷，中心坐标为北纬22.39 °，东经141.51 °，长度约130千米。埃律西昂就是“极乐净土”的音译。埃律西昂深谷是著名的埃律西昂平原北部高地中的一部分。埃律西昂平原也是美国“坚毅”号火星车的着陆点。

阿尔沃尔山丘，中心坐标为北纬18.87 °，东经150.47 °，直径158.38千米。是埃律西昂平原上的一座死火山。

埃律西昂深谷

天问一号火星捕获过程中的影像3

刻耳柏洛斯地区（平原），中心坐标为北纬14.83 °，东经155 °。刻耳柏洛斯是古希腊神话中地狱的看门犬，常被描绘为拥有3个脑袋极其凶残的恶犬，据说刻耳柏洛斯在古希腊语中有“斑点”、“阴暗面”、“黑暗中的恶魔”等涵义。而在火星上的这片区域是非常著名的阴暗区，即反照率显著偏低的地区，难怪会以地狱看门犬的名字命名。高分辨率图像显示，这片平原大部分被扁平的脊状的熔岩覆盖，延绵范围很广。并且部分地层中沉积物在熔岩的上层或下层都有出现，说明该地层的沉积与火山活动同时发生，熔岩的年龄可能小于4900万年。

图中中间偏左位置的阴暗区就是刻耳柏洛斯地区

天问一号火星捕获过程中的影像4

塔耳塔罗斯山脉，中心坐标为北纬15.46º，东经167.54º，绵延1070千米。这座山脉早在1885年就已被冠以希腊地狱之神塔耳塔罗斯的名字。根据希腊神话，塔耳塔罗斯是冥界的最底层，是宙斯囚禁泰坦们的地方。火星全球勘测者号探测器拍摄的照片显示，塔耳塔罗斯山脉蜿蜒起伏，其中还有火山锥，甚至在某些位置还能看到有干涸的河道穿越山脉的基岩脊。

在另一段由定向天线监视相机拍摄的视频中地貌特征不是很丰富。然而，我们在临近结尾处仍看到了令人惊奇的条状白色区域。我猜测很可能是北极冠。不过还有一种极小的可能性是云！因为在火星黎明或黄昏时天空中是有可能出现云的，只不过面积似乎不会很大。

疑似火星北极冠

你是不是想知道这些地貌特征是如何找出来的？

要知道视频中都是哪些山川平原，我们必须知道天问一号在往哪个方向飞，大致什么路径。首先有个常识：天问一号从地球出发，沿着一条大椭圆轨道而不是直线前往火星的，这个方向是和地球、火星公转方向相同的，我们定义为“自西向东”，习惯性地画成逆时针的方向（符合右手螺旋定则）。在探测器到达火星的时候，近火点制动的位置一定是在背对太阳的位置，这就是所谓的“阴影区”；同样，因为火星在地球外侧，制动时地球上也是看不到的，形成“通信盲区”。火星的自转也是自西向东，因而探测器在火星“背面”飞行的时候也是顺着自转的方向，也是自西向东的。至于是往东偏南飞还是往东偏北飞，我们并不了解。如果东偏南的话镜头里应该更多地出现火星北半球的画面。

天问一号的轨道，在近火制动捕获时探测器顺着火星自转方向，即自西向东运动。

根据国家航天局发布的消息，2021年2月10日19时52分，天问一号探测器成功实施近火点捕获制动，探测器顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10º的大椭圆环火轨道。倾角指的是卫星轨道面与行星赤道面的夹角。火星的地形特征是北低南高，而且北半球的大型环形山和山峰很有特色，这能帮助我们比对。结果也看到了，我们发现的几处“风景”恰恰就在火星北半球低纬度地区。而且把视频画面拼在一起，我们就能在地图上划出一个范围——天问一号的飞行方向也呼之欲出了。

天问一号近火捕获视频中出现的区域

需要说明的是，由于天问一号的高度达到了400千米左右，因此视频中我们看到的火星地面已经出现圆弧了，有些地形出现了形变，与地图上的大小、形状可能有些不同，相互间的距离也不是线性关系。目前传回的画面还只是监视相机拍摄的，并不是科学载荷，也没经过后期处理，能达到现在这样的画质已经是很不错的了。

你说，天问一号为我们带来的新年礼物香不香？