SLS 火箭上的特殊标记将为阿尔忒弥斯一号发射时的摄影测量提供更丰富准确的数据

今年晚期，当 NASA 的阿尔忒弥斯一号任务发射时，数千台相机将捕捉 NASA 的 SLS 火箭( Space Launch System ，是 NASA 设计的一种基于航天飞机技术的重型运载火箭)和猎户座航天器的首次飞行这一历史性的画面。

尽管如此，一些相机还是专注于在火箭、航天器和移动发射装置上小心放置的标记。这些相机旨在捕捉倒计时和发射的部分过程，并为发射和飞行后的工程团队提供有价值的数据。

各种黑白图案被涂在火箭和航天器上，作为相机的目标。有些设计，比如每个固体火箭助推器上的格子环，被用于火箭上的相机。而左侧固体火箭助推器鼻锥下方的黑环，让工程师更容易区分右侧和左侧的助推器，因为车辆是非常对称的，可一些相机只有一个狭窄的视野。当然，其他图案最好是在远处观看。

“如果你观察 SLS 的核心级和双固体火箭助推器、发射台和发射塔，你会看到交替出现的黑白方格，就像棋盘图案一样，” Beth St. Peter 说，她是 SLS 图像集成团队的领导，位于马歇尔太空飞行阿拉巴马州亨茨维尔中心。“每个标记都有一个特定的目的。一般来说，标记用来精确测量发射和分离过程中的动态事件的运动。特定的相机将跟踪这些十字标记，并形成多个形式的‘三角形’，以帮助我们的飞行后重建分析任务。”

核心级上的黑白方块和助推器相互形成三角形，从而实现精确的运动跟踪。

关键事件，例如固体火箭助推器从核心级分离，将被着重研究，并与计算机模拟的模型进行比较。

“我们收集的图像和数据将有助于验证计算机模型，我们甚至可能发现，我们可以放松一些以摄影测量数据为基础的限制，” St. Peter 说。

每个图案的形状也很重要。正方形和矩形提供了尖锐的边缘，这使得计算机软件可以精确地确定像素的边缘，并提取这些像素的运动。使用黑白图案是因为这两种颜色的对比度最大，这有助于确保团队在一段时间内跟踪同一点，而且可以从多个摄像头中跟踪。

在湿装彩排活动中，圣彼得和她的团队仔细观察了多个摄像机角度，以确保火箭不会承受超过 73 万加仑的过冷液氢和液氧被装载到火箭的推进剂罐中那样大的压力。

在火箭、航天器和移动发射器上做标记本身几乎就是一门学问。一些摄影测量标记位于发射台周围先前安装的摄像机的已知视线上，标记还必须放在推进剂的极冷或发射的极热不会影响它们的地方。

工程师仔细考虑放置标记，为团队提供最大价值，同时考虑到标记在发射时所处的温度环境。

摄影测量在一些阶段十分重要，比如低温推进阶段和猎户座航天器与空核心级和运载火箭适配器分离时，分离过程将用一种不同的技术进行监测。

圣彼得说:“我们不再使用涂漆的标记，而是使用反光板标记。这些反射器将把反射过来的光引导到光源上——在这种情况下，机载相机有光源。反射器在弱光和不断变化的光线条件下发挥得非常完美，就像我们在这次关键的分离事件中经历的那样。”

随着 NASA 继续发射 SLS 去执行越来越复杂的任务， SLS 上的标记将不断演变。 Artemis II 和 Artemis III 也将使用 SLS 的第一个配置，被称为 Block 1 ，标记将保持类似于 Artemis I 火箭。从 Artemis IV 开始， SLS 的第二种配置，即 Block 1B ，将以更强大的上层部分为特色取代 ICPS（阿尔忒弥斯 1 号）。它会在 SLS 的第九次飞行中首次亮相，将采用新设计的先进固体火箭助推器。

一张图片胜过千言万语。对于建造、发射和飞行火箭的工程师来说，一张照片就相当于 1000 个数据点，这将使 NASA 进入下一个太空探索时代。这些数据将使第一个女性和第一个有色人种登陆月球，并将人类送往比以往任何时候都更遥远的太阳系。

参考文献：

[1]Markings on SLS Provide a Different View of the Artemis I Launch | NASA