天文史上的今天 | 地球的「月相」

來自專欄 天文史上的今天

2003年5月8日，第一次從另一顆行星的視角看到的地球，我們的家園。

從更加遠離地球的地方，我們可以看到地球展現的「月相」變化，陰晴圓缺。

第一次，人類從另一顆行星的軌道上回望地球。時間是2003年5月8日，那一天的你，在做什麼？

來源：NASA

這張照片是第一次從另一顆行星附近拍攝的地球。因為地球和月球相比火星而言，距離太陽更近，因此從這裡可以看到地球和月球的相位變化，類似在地球上可以看到月球，水星和金星的相位變化一樣。

這張照片是由美國宇航局運行在火星軌道上的「火星全球勘測者」（MGS）探測器拍攝的，時間是2003年5月8日國際標準時13：00，可以看到宇宙黑暗之中的地球與月球。

加上一個對照參考圖，更方便對應辨認不同大洲和大洋

來源：NASA

由MGS搭載的「火星軌道相機」（MOC）拍攝的原始圖像經過了處理，以便同框顯示地球與月球，其中地球的亮度約為-2.5等，月球則要暗得多，大約為+0.9等。地球表面可以看到上部有一塊較為明亮的區域，那其實是中南美洲和墨西哥灣一帶覆蓋的雲層反光。

對了，提一提這張圖像的色彩問題吧。火星全球勘測者（MGS）搭載的「火星軌道相機」拍攝的圖像其實都是灰度圖像，也就是黑白的。那麼為什麼這張照片是彩色的？好問題。答案很簡單，照片處理過。

1973年，發射升空不久，將要飛向水星的「水手10號」探測器拍攝的地球與月球

來源：NASA

處理過，那以什麼為參考來上色呢？不能隨意塗色吧。當然不能，為了給這張照片上色，美國宇航局的科學家們使用了一張1973年「水手10號」水星飛船拍攝的地球-月球照片作為參考標準。

為了給MGS拍攝的這張黑白照片上色，科學家們先使用程序，將水手10號拍攝的彩色圖像從24位色轉成8位色。隨後將這張處理後的8位色圖像再轉為8位灰度圖像。隨後對生成的灰度圖像做分析，將圖像每個部分的灰度數據與原圖像的RGB色彩做對應。

類似這種才是典型的MOC相機拍攝的圖像。圖中的條紋是火星上的沙漠龍捲風吹走表層物質，暴露出的下部深色物質，彷彿水彩畫

來源：NASA

最後，經過計算機處理，將這些數據應用到新圖像上，從灰度圖像轉為8位色圖像，最終轉為24位色彩圖。

類似的做法是非常普遍的，出於不同的研究目的，天文設備拍攝的圖像會被進行不同的處理和疊加，以強化顯示某些特定的要素或效果。

「火星全球觀測者」

火星全球觀測者（MGS），1996年發射升空

來源：NASA

「火星全球觀測者」（MGS）於1996年11月7日發射升空，成為將近20年來首個取得成功的火星探測任務，並於1999年3月開始沿著極地低軌道開展對火星全球地表的測繪工作。沿極地軌道運行的探測器會反覆飛越行星的兩極地區上空，隨著火星自轉，其探測區域將逐漸覆蓋整個星球表面，觀測幾乎沒有死角。

而作為更大層面上火星探測任務的一部分，MGS飛船在協助後續其他軌道器和地面探測器在火星地面和軌道上的工作方面具有重要價值，包括提供信號中繼服務，以及幫助拍攝高清地表圖像，以幫助美國宇航局圈定火星漫遊車的著陸地點等等。

「火星軌道相機」（MOC）

來源：NASA

到2001年1月份，火星全球勘測者完成了預定的全球地圖繪製工作，開始了任務延長期，這樣的情況一直持續到2006年11月份，MGS飛船突然不再應答地面指令，3天後一個微弱信號傳回，顯示探測器似乎進入了安全模式，不再工作了。

2006年，在失去聯絡前一段時間，由MGS探測器傳回的火星圖像

來源：NASA

最終，由於聯絡嘗試未能奏效，美國宇航局在2007年1月份正式宣布MGS任務結束。

編者按：

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險，試圖通過堅持365天，完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

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