火星探测器最后一张照片部分是黑白的，令人伤心的原因

今年早些时候，我们得知“机遇号”火星探测器已正式结束服役。它在火星上行驶了超过一场马拉松的距离，远远超出了它最初的任务目标。在“机遇号”服役期间，它发回了一些令人惊叹的火星图像，这些图像不仅提供了有用的科学数据，还让人们有机会惊叹于火星地形的雄伟壮丽。

它拍摄的最终图像是一幅巨大的全景图，拍摄耗时 29 天。它让我们看到了毅力谷的景色，火星车现在就停在那里。全景图本身包含 354 张单独照片的图像数据，这些照片是用软件“拼接”在一起的。

如果你仔细看最终的照片，你会发现左下角的一小块仍然是黑白的，而其余部分则是彩色的。这不是艺术选择，而是一个技术细节，其解释令人惊讶地令人难过。机遇号拍摄了最后必要的照片来填充该部分的彩色部分，但却没有机会将它们传输出去。

火星车全景相机（简称 Pancam）中的电荷耦合器件相机传感器只能拍摄黑白图像。一对相距近一英尺的相机帮助计算火星车行进的距离，并精确定位其视野范围内的物体，从而准确定位其机械臂。

据 Pancam 有效载荷元件负责人、亚利桑那州立大学教授 Jim Bell 介绍，颜色来自相机镜头前旋转的滤光轮。滤光轮安装到位后，传感器会捕捉到特定波长范围内的图像。每个滤光轮上共有 8 个颜色滤光片，但其中一个专门用于拍摄太阳，因此会严重减少进入的光线量。

那么，为什么机遇号最终的全景图有一部分是单色的呢？虽然火星车拍摄了提供彩色信息所需的图像，但在致命风暴到来并最终终止火星车任务之前，它没有足够的带宽将它们发回地球。彩色版图像结合了通过三个滤光片拍摄的照片，这三个滤光片的波长集中在以下几个方面：753 纳米（近红外）、535 纳米（绿色）和 432 纳米（蓝色）。这与普通数码相机中的照片类似。

不幸的是，全景图中最后一点色彩所需的最后几帧图像未能传回地球。

这种拍照方法听起来很复杂，但其实过程与几乎所有现代数码相机的工作方式极为相似。例如，智能手机相机传感器上的每个像素都位于红色、绿色或蓝色滤镜后面。这些滤镜的排列方式通常称为拜耳模式。拍照时，相机知道每张照片接收到了多少光以及通过了哪种颜色滤镜，并利用这些信息对图像进行“去拜耳化”并赋予其颜色。Pancam 不是使用一个传感器上的像素，而是拍摄代表不同波长光的多张照片，然后以类似的方式将它们组合在一起。

然而，与数码相机不同的是，Pancam 可以捕捉到超出您想要记录的波长。据 Bell 介绍，这些相机可以进一步深入光谱的红端和蓝端，以获取超出人类视觉范围的紫外线和红外线。

虽然这张照片很精彩，但也让人有些伤感，但它确实令人赞叹 Pancam 的成就。这款相机的分辨率只有 100 万像素，但正如贝尔所说，这款设备是在 1999 年和 2000 年设计的，当时“100 万像素意义重大”。