美国航空航天局（NASA）近日公布了月球勘测轨道飞行器拍摄的一张照片。与以往他们公布的那些清晰而又美丽的太空图片不同，这张照片明显出了问题——画面上的月球表面似乎出现了古怪的扭曲。
美国航空航天局近日公布了月球勘测轨道飞行器拍摄的这张照片。与以往NASA公布的那些清晰而又美丽的太空图片不同，这张照片明显出了问题，拍摄的月球表面似乎发生了奇怪的扭曲现象。图片来源：NASA's Goddard Space Flight Center/Arizona State University
这张照片是在2014年10月13日，由月球勘测轨道飞行器上名为LROC的相机拍摄的。这台相机拍摄的月面照片通常非常清晰，而在那一天，一件非常奇怪的事情发生在了这台相机身上，导致它拍出的这张照片成了现在这个样子。根据这张照片中看似突然出现的扭曲，LROC研究团队断定，这台相机当时肯定是被一粒微小的流星体击中了。
LROC由安置在月球勘测轨道飞行器上的3台相机构成。两台窄角相机拍摄高分辨率的黑白影像。第3台广角相机拍摄中等分辨率的影像，配合多种滤镜使用，还能够提供有关月球表面的性质及颜色的信息。
窄角相机的工作原理是线性扫描，即每次只扫一条线。扫完这条线后，随着航天器环绕月球作轨道飞行，相机与月球表面的相对位置发生变化，就可以接着扫下一条线，以此类推，最终扫完成千上万条线后便合成为一幅完整的影像。
据LROC首席研究员、美国亚利桑那州立大学地球与空间探索学院教授马克·鲁滨逊（Mark Robinson）介绍，这张照片里出现的扭曲部分，是相机在拍摄时突然发生侧向剧烈振动的结果。LROC的研究人员总结说，左侧的窄角相机当时必定发生了短暂而又剧烈的抖动。
在此期间，探测器上并没有进行任何可能引发此类抖动的操作，比如移动太阳能板或者转动追踪天线。“就算真的进行过类似的操作，产生的抖动也应该是两台相机同步出现，”鲁滨逊说，“唯一合理的解释是，这台窄角相机被一粒流星体击中了。”
月球勘测轨道飞行器，2009年6月18日发射升空，目前在环绕月球的轨道上对月球进行探测。图片来源：NASA
流星体有多大？
在LROC相机的研发阶段，技术人员曾经开发过一个精细的计算机模型，用以确保窄角相机能够经受住航天器发射所带来的强烈振荡。这个计算机模型在发射前接受了测试，具体方法是把窄角相机安置在一个振动台上来模拟发射。相机顺利通过了测试，证明了自身的稳定性。
利用这个精细计算机模型，LROC团队进行了模拟，试图复现2014年10月13日那张照片上出现的扭曲，并测定击中这台相机的流星体的大小。他们估算的结果是：假设流星体的撞击速度约为7千米/秒，且密度与普通球粒陨石相同（2.7克/厘米3），那么流星体的大小应该就只有大头针针头大小的一半（0.8毫米）。
“这粒流星体的速度远远超过出膛的子弹，”鲁滨逊说，“在这种情况下，可以说LROC没能躲开这颗子弹，只不过在这颗子弹下幸存了下来。”
窄角相机被放置在马林空间科学系统洁净室的工作台上。冷却器（右侧）从电子设备的一端延伸出来，在相机拍摄月面时帮助探头降温冷却。计算机模拟显示，流星体直接命中的就是冷却器上的某个部位。图片来源： Malin Space Science Systems/Arizona State University
这样的事件被记录在相机拍摄的照片里，这种情况有多罕见呢？按鲁滨逊的说法，这种情况极为罕见。LROC通常只在白天拍照，而拍照时间又只占白天的10%，因此相机被流星体击中的同时正好在拍照，这在统计上看来是不太可能发生的。
“LROC被击中了，并且幸存下来继续探测着月球，”鲁滨逊说，“这还真是要感谢马林空间科学系统强悍的相机设计能力。”
NASA戈达德太空飞行中心的月球勘测轨道飞行器项目科学家约翰·凯勒（John Keller）说，“那次撞击对这台设备的性能和安全没有造成任何技术问题，因此直到现在，相机团队才决定公布这一事件，作为一起令人惊奇的案例来证明，工程数据还能够以这种之前未曾预见的方式，去理解距离地球38万千米的航天器上正在发生的事情。”
2011年，LROC拍摄了阿波罗17号着陆地点的照片，清晰到可以看见宇航员开着月球车驶过月面而留下的车轮印。就是这台相机，经受住了流星体撞击的考验。图片来源：NASA's Goddard Space Flight Center/ASU
2009年6月18日发射升空的月球勘测轨道飞行器，已经借助它所携带的7件强大的设备收集到了大量珍贵的数据，对于我们理解月球这颗天然卫星作出了无价的贡献。
“流星体撞击LROC窄角相机，这件事情提醒我们月球勘测轨道飞行器一直暴露在危险的太空环境之中，”NASA戈达德太空飞行中心的项目科学家助理诺亚·佩特罗（Noah Petro）说，“随着我们继续探测月球，这件事情提醒我们探测器传回的数据有多么珍贵。”（编辑：Steed）