从NASA图片档案里探索太阳系世界

 探索丰富的NASA图像档案，领略前所未见的太阳系。

55年前，“水手4号”首次近距离拍摄到了火星的照片。随后，一支无人飞船队伍对太阳系的每一颗行星、冥王星以及数十颗卫星、彗星和小行星都进行了详细的拍摄。在这次任务中，飞船着陆器和巡视器拍摄到了火星这颗红色星球上的沙石，轨道飞行器穿透了土星的卫星——土卫六的云层，探测机器人穿越了海王星的阴影。人们还在一些意想不到的地方发现了许多火山、间歇泉、遇到了风暴、看到了星环和陨石坑。

旅行者2号在接近海王星时拍摄的照片

总的来说，这些探测器已经传回了数百万张照片。由于有大量的数据支撑，这些照片被细致调整也无可厚非。拍摄到的照片中最好的那些已经被加工、打磨，并被应用于书籍、杂志和网络中，广为流传。其中，一些常常出现在人们视野中的照片甚至已经成为了某个特定任务的象征。例如，旅行者2号在接近天王星和海王星时拍摄到的照片，新视野号拍摄到的冥王星“心形”地貌结构图像，以及海盗号火星着陆器拍摄到的 “霜冻”景色。

2015年7月14日，美国宇航局的“新视野”号飞船拍摄到了这张高分辨率冥王星的彩色照片。

NASA / JHUAPL / SWRI

这可能会让一些太空爱好者感到惊讶：因为行星数据系统(PDS)的存在，这些航天器拍摄的其他照片——不只是部分，而是全部照片——都可以轻松与所有人共享。行星数据系统是NASA专门用来收集和保存无人驾驶行星探测器数据的存档系统。尽管该系统中也有其他类型的航天器数据，如宇宙射线测量、轨迹、大气数据和磁场，不过本文重点关注行星数据系统存档的图像。

如果想深入了解，请参阅2018年5月Emily Lakdawalla在《天空和望远镜》杂志上发表的专题文章，该文章对行星数据系统的数据平台和图像处理系统进行了深入的概述。

除了极少数图片还未收入囊中，行星数据系统几乎包括了你能想到的一切任务中拍摄到的图像，比如旅行者号、伽利略号和卡西尼号这样的外行星任务，或是水星和金星的内行星飞行任务，当然，还有众多的火星任务。这里有海量图片供任何有需要的人使用，其中许多图片还从未被使用过。

探索独特视角

深入研究这些NASA图片档案，就有机会更深入地探索某个任务及其目标之间的细微差别。通过这些图片，人们可以身临其境地感受宇宙飞船沿轨道飞行的感觉，以及感受从这样的视角体验即将要探索的世界是什么样子。在连续拍摄的过程中，由于飞船慢慢接近目标，可以看到拍摄目标变得越来越大，最终目标填满整个视野，最后探测器会从拍摄目标的后方经过，拍摄到如同新月的景象——而这种景象在地球上通常是不可能看到的。

同样吸引人的还有那些没有经过任何处理或增强的照片，即所谓的“原始”图像。这些图像看起来就像“直接从相机中拿出来的”，它们并不是百分百完美，比如有的图片会出现数据遗漏(图像的一部分显示黑色像素)，有的图片会因为拍摄时的颤动而变得模糊不清。

旅行者2号拍摄的模糊海王星

旅行者2号拍摄的新月形的海王星，处理过后，这张图片变得锐利而清晰。

一张广为人知的照片背后可能会有多个版本的“生图”——比如有的照片构图不正常，有的没拍到关键。在相隔数百万英里的情况下，远程操作摄像机是个相当大的挑战！我们真的很难想象，摄影师即使处在这样困难重重的环境下，还能拍摄到宇宙景色的美妙之处。我们看到的很多照片看起来都是黑白的——不过可别被骗到哦！虽然有些航天器配设的相机确实会直接拍摄灰度图 (比如“好奇号”探测器上的导航相机)，但我们看到的许多已公开的彩色照片实际上是由多个单色滤镜拍摄的灰度图合成的。

P图大挑战

在使用NASA图像档案时，最令人兴奋的事情之一，就是用图像编辑软件自己动手处理照片。

这个功能需要先下载一款图像显示软件，NASAView，该软件是免费提供的。虽然NASAView只有一些基础功能，但你能用它打开并查看行星数据系统提供的不常见的文件格式——包括该文件的原始版本。

这些文件让我们有机会亲自探索真正的科学数据。为了制作这张木星的彩色图像，我使用了行星数据系统中环月系统节点的OPUS搜索服务来寻找我喜欢的旅行者1号拍摄的木星照片。我选择了三幅相似的照片，这些照片每一幅的拍摄时间都相差不过数分钟，并且都使用了不同的滤镜：紫罗兰色、绿色和橙色。然后，我用处理软件将这些灰度图合并成一张新的图像，我将每个滤镜都设置在不同的颜色通道上，最后生成一张彩色RGB图像。（不过旅行者号并没有携带真正的红色滤光片，橙色滤光片只是效果最接近的选择。)

图片基本还原了从旅行者1号上看到的真实的木星

在查看火星探路者的图片存档时，我发现了两张岩石和风沙的图片，这两张图片是1997年，小型火星探路者号拍摄的。因为当时的技术条件，这张图像确实是灰度图，而且图片分辨率相当低。为了处理它们，我将两张图片拼接在一起，然后在照片编辑软件中用智能缩放算法来提高分辨率。我的目标只是最后能编辑出一张漂亮的图片，所以处理标准只是我严格的审美，而不是科学标准，最后我给图像上了色。

这张火星表面照片是用探路者拍摄的两张黑白图像合并后人工上色合成的。

结语

虽然行星数据系统中储存了所有行星探测器数据的副本，但正在进行的探测任务(比如好奇号、洞察号或其他任务)可能也会在该任务的主页上提供轻微处理过的“原始”文件。新照片通常会在几天甚至几小时后就上传至任务主页，所以也不失为了解探测器最新动态的好办法。

最最重要的是，行星数据系统中藏有整个世界，无需任何花费，只等你去探索。准备好接受挑战了吗?

作者: DANIEL JOHNSON