三維測量助天問一號選着陸點 理大研火星相機監測周遭環境

20210521
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圖右為「天問一號」着陸情況示意模型。(袁志豪攝)
中國首個火星探測器「天問一號」,早前成功着陸火星烏托邦平原南部的預選着陸區。香港理工大學2支跨學科研究團隊亦參與其中,分別研發創新的地形測量及地貌分析方法,協助選取火星着陸點,另一團隊則研發出精密的太空儀器「落火狀態監視相機」(火星相機),拍攝火星的周遭環境及火星車的狀況。
理大土地測量及地理資訊學系教授吳波的團隊,負責進行火星全球分析及評估,並選出3個候選着陸區,其後進行詳細的地形及地貌特徵分析,最終選出火星北半球最大撞擊盆地烏托邦平原南部,為「天問一號」目標着陸區。吳指出,烏托邦平原有廣泛存在沉積物,反映該區地下或存在水冰,科學意義重大,有助找出火星曾否有生命線索,了解火星的演化歷史。
目標着陸區面積達70公里乘180分里,比香港大11倍。吳的團隊利用自行研發的「三維集成測量模型」,將「天問一號」傳回的高解像圖像,製成三維數碼地形模型,識別可能影響着陸安全的大型斜坡。團隊又在短短1個半月內,以人工智能技術,分析了目標區內67萬個隕石坑、逾200多萬塊岩石,以及數百個火山錐,成功找出數個可能着陸點,供「天問一號」團隊作最終抉擇。
至於理大精密工程講座教授容啟亮及其團隊,在3年內成功研製「火星相機」,以監測着陸情況、火星周遭環境及降落火星後巡視器「祝融」的操作狀態。火星相機僅重約390克,但外殼十分堅固,可抵受穿梭地球與火星逾9個月時出現攝氏150度的極端溫差,及後更可在火星表面極低溫的環境下運作,並承受相等於地球地心吸力6,200倍的衝擊。