我国火星探测器“天问一号”于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，并成功进入预定轨道。天问一号探测器携带设备：中、高分辨率相机、火星磁强计、火星矿物光谱分析仪、环绕器、着陆器和巡视器等。2月24日6时29分，“天问一号”探测器成功实施近火制动 进入火星停泊轨道。3月4日，国家航天局发布3幅由我国首次火星探测任务天问一号探测器拍摄的高清火星影像图，包括2幅黑白图像和1幅彩色图像。
全色图像由高分辨率相机在距离火星表面约330千米-350千米高度拍摄，分辨率约0.7米，成像区域内火星表面小型环形坑、山脊、沙丘等地貌清晰可见，据测算，图中最大撞击坑的直径约620米。
高分辨率相机采用了集光能力强、有效口径利用充分、光学传递函数高、杂光抑制能力强的长焦距离轴三反消像散光学系统，焦距4640mm，全视场角2°×0.7°。光学系统采用了先进的低敏感度设计方法，应用高陡度大偏离量离轴高次非球面反射镜，同时保证了系统像差校正与大摄远比的实现。光机结构以全碳化设计理念，解决了相机长焦距技术指标与重量资源紧张之间的矛盾，通过碳纤维桁架实现了光学元件的高精度位置保证和高轻量化的结构设计，相机总质量不到43公斤。相机焦面配置了3片包含全色、红、绿、蓝、近红外的五谱段TDI CCD图像传感器和2片国产面阵全色CMOS图像传感器，可以实现多光谱线阵推扫成像和全色面阵成像的兼容，具备获得火星表面高分辨率全色图像、彩色融合图像与视频图像的能力。
火星矿物光谱分析仪则用来分析火星矿物组成与分布，研究火星整体化学成分与化学演化历史，分析火星资源与分布区等。光谱分析仪的分析原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量。它符合郎珀-比尔定律 A= -lg I/I o= -LgT = KCL 式中I为透射光强度，I0为发射光强度，T为透射比，L为光通过原子化器光程由于L是不变值所以A=KC。物理原理任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的，原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级，因此，一个原子核可以具有多种能级状态。能量最低的能级状态称为基态能级(E0=0)，其余能级称为激发态能级，而能最低的激发态则称为第一激发态。正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量最低的轨道上运动。如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时，该原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态，而产生原子吸收光谱。电子跃迁到较高能级以后处于激发态，但激发态电子是不稳定的，大约经过10^-8秒以后，激发态电子将返回基态或其它较低能级，并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去，这个过程称原子发射光谱。可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量，而原子发射光谱过程则释放辐射能量。
磁强计是矢量型磁敏感器。用于测定地磁场的大小与方向，即测定航天器所在处地磁场强度矢量在本体系中的分量。测量磁感应强度的仪器。根据小磁针在磁场作用下能产生偏转或振动的原理制成。而从电磁感应定律可以推出，对于给定的电阻R的闭合回路来说，只要测出流过此回路的电荷q，就可以知道此回路内磁通量的变化。这也就是磁强计的设计原理，用途之一是用来探测地磁场的变化。
利用磁传感器来确定方向在古代很早就有使用，有资料显示早在二千多年前，中国人就开始使用天然磁石来指示方向。磁强计最 早可追溯到我国古代四大发明之一的指南针。近几个世纪以来，磁强计一直在导航领域广泛应用。
新闻、图片来源：中国航天科技集团、长春光机所
