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真实的火星照片到底长什么样？

2月5日，中国国家航天局发布了天问一号探测器拍摄的首张火星照片。在这张距离火星220万公里外拍摄到的照片上，能依稀看到火星的经典地貌，但大家也同时发现，这张照片并不清晰，而且还是黑白的，和我们常见的火星彩色照片大相径庭。那么，那些去火星“旅游”的探测器都会带着相机，它们拍摄到的火星照片为什么差别会那么大？
真实的火星照片到底长什么样？
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有谁拍过火星照？
“天问一号”是我国成功抵达火星的第一个探测器，但在我们中国之前，美国、苏联、欧空局和印度先后成功发射过火星探测器。
1965年发射的美国“水手4号”是首个抵达火星的探测器，在人类历史上首次抵近拍摄了第一张火星照片。后续的“水手9号”是第一个进入火星轨道的探测器，它拍摄了大量火星照片，覆盖了火星超过80%的表面，发现了大量的火山、峡谷和河床，著名的水手峡谷就得名于“水手9号”。
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水手4号探测器
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【真实的火星照片到底长什么样？】“水手4号”拍摄的火星照片
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“水手9号”拍摄的水手峡谷
苏联在航天竞赛中也不甘落后，屡败屡战，其火星2号和3号探测器成功入轨，并拍摄了大量的火星照片。“火星3号”的着陆器还成功降落到火星表面，不过该着陆器仅发送了20秒的信号就失去联系，人类首张火星表面的照片很模糊，完全无法辨认出任何细节。
美苏之后，日本也试图发射火星探测器，但希望号探测器没能进入火星轨道。
欧空局的“火星快车”是用俄罗斯联盟号火箭发射的，它成功进入火星轨道，也拍摄了不少火星照片。“火星快车”到现在仍在稳定工作，还将为我国“天问一号”提供通信中继。
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“火星快车”拍摄的火星照片
欧空局和俄罗斯还联合发射了火星痕量气体轨道器，它的相机功能更为强大。
印度2013年成功发射了第一个火星探测器“曼加里安号”，它成功进入火星轨道并拍摄了不少照片，并在官方网站展示。
阿联酋的希望号探测器由美国科罗拉多大学团队研制，并购买了日本H-IIA火箭的发射服务，成功进入火星轨道。2月14日，阿联酋政要纷纷在社交媒体发布了希望号探测器拍摄到的第一张火星照片。
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“希望号”拍摄的首张火星照片
总而言之，加上我们中国的“天问一号”，已经有6个国家和地区的探测器飞到火星并拍照了。
火星拍照的秘密
我们常见的火星照片可以分为黑白照片和彩色照片，但颜色只是我们人为定义的，其实质是不同波长的光，人眼感觉到的光波波长范围为400~760纳米之间，这个波段被称为可见光，只是光波很窄的一部分。 人眼视网膜上的视杆细胞感受光线的亮度，而视锥细胞分辨光波的波长也就是颜色，视网膜上的3种视锥细胞分别感受蓝、绿和红光，三原色叠加出五彩缤纷的世界，火星探测器携带的遥感相机也与之类似。
航天遥感相机可以分为全色相机和多光谱相机。
全色相机是单波段相机，拍出来的照片是500~750纳米的可见光灰度，也就是我们常说的黑白照片。
而多光谱相机顾名思义是多波段的相机，相机CCD传感器接收光信号前会有一个分光过程，通过分光器或RGB滤光片让不同波段的光分别通过成像，然后合成叠加成彩色照片。一般来说，能拍多光谱彩照的相机也能拍全色灰度照片，而且没有分光带来的能量降低等问题，多光谱照片的空间分辨率一般只有全色照片的1/4左右。
对于航天遥感来说，多光谱成像固然重要，它可以拍出我们喜闻乐见的彩色照片，而且不同物质成分的辐射光谱不同，还能用于分辨物质组成，但全色成像的空间分辨率高，同时清晰度和对比度更高，简单地说就是照片质量更好。如果我们想要一张照片有更多细节，那当然要使用全色模式，既然不使用滤光片分光，最终拍出来就是黑白照片。

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