圖為美國鳳凰號火星探測器上的“表面立體成像儀”
圖為美國鳳凰號火星探測器上的“機械手臂相機”
圖為美國鳳凰號火星探測器上的“機械手臂相機”拍攝回來的第一組火星土壤樣本
在最近的兩週內，美國鳳凰號火星探測器不斷從火星上向地球傳回大量令人震撼的圖片，人們會不由得對鳳凰號火星探測器的拍攝技術大加贊嘆。然而事實上，鳳凰號火星探測器的拍攝流程卻並不像人們想象的那麼復雜，而且初始拍攝圖片甚至還相當的粗糙。但最終美國宇航局的工作人員們卻向世人呈現出了一幅幅清晰、精確的火星原貌圖像；此外從探測器所涉及到的拍攝範圍來說，從浩瀚的火星表面全景圖，到細小的火星土壤成分分析圖，探測器所返回的照片全部都囊括進來。那麼，美國鳳凰號火星探測器究竟是怎麼做到的呢？下面讓我們對探測器上的拍攝裝置進行逐一分析。
鳳凰號最主要的圖片拍攝裝置叫做“表面立體成像儀”（Surface Stereo Imager），而“表面立體成像儀”正是在經歷過了科學家們的多次改進後，才最終成為了如今被美國航天局委以重任的拍攝儀器。此外，為了能夠得到人眼所看到的立體畫面，科學家們在這種拍攝裝置中放置了兩個能拍出立體感的攝像頭，每個攝像頭可以拍攝到1024x1024（1兆象素）的圖像。“表面立體成像儀”可以自由旋轉360度角，輕鬆的拍攝到各種角度的天空與地面景象。科學家們表示，“表面立體成像儀”中的立體成像技術不僅能拍攝出漂亮的地表實況圖像，它還能在掃描地形的過程中自動分析、生成精確的三維地形圖。通過“表面立體成像儀”所發回來的三維地形圖，科學家們可以輕而易舉的根據地形的不同特點，選擇合適的研究切入點，利用機器裝備完成各種研究採掘工作。
由于“表面立體成像儀”含有單色素傳感器等功能較簡單裝置，所以相比較于人們日常生活中所用的數碼相機等拍攝儀器來說，“表面立體成像儀”似乎顯得有些過時。然而事實卻並不是這樣，“表面立體成像儀”將拍攝後的圖片發回地球，要經過數百萬英裡的距離，此外這麼遠的距離數據傳輸並不穩定，而且速度通常也較慢。科學家們正是經過對客觀環境反復權衡後，才最終決定各種儀器設備的選擇，以達到最終的協調。有時專家們為了得到火星表面的全景圖或其它更高要求的圖像，他們會將“表面立體成像儀”所返回的多角度拍攝的多幅照片進行鑲嵌式合成，以達到最終的清晰精確的圖像效果。
就“表面立體成像儀”上的單色素傳感器來說，它可以通過將各種光波進行分別收集，然後反饋給鳳凰號團隊，以最終合成為多色彩畫面。而在普通數碼相機來中，“層疊過濾裝置”（filter overlay）首先將實物中的各種顏色光源分別收集，然後收集到的光波在圖像處理器中最終合成為彩色圖像。“表面立體成像儀”也就基于其相似的原理，首先將裝置中所有傳感器收集到的長短不同的光波分別匯集，然後將之反饋到地球，最終由後方科技人員最終合成極為精確、清晰的彩色圖片。此外，“表面立體成像儀”中的“12-位置過濾”（12-position filter）還可以對火星上的大氣環境進行評估，而評估內容則包括了火星大氣中的密度、水分以及大氣中塵埃懸浮狀態等因素。
鳳凰號第二個主要的圖像拍攝裝置叫做“機械手臂相機”（Robotic Arm Camera）(RAC)。“機械手臂相機”與“表面立體成像儀”比較起來，“表面立體成像儀”側重于場景的宏觀拍攝，而“機械手臂相機”則更注重于微觀，對例如火星土壤樣本等許多精細材料的拍攝。由于“機械手臂相機”被安置于火星探測機器人的手臂上，所以“機械手臂相機”的重量被限制在一定的範圍之內，否則它將影響到機器人手臂的靈活程度。當機器人挖起火星表層的土壤後，“機械手臂相機”會立刻對該土壤進行拍攝。與“表面立體成像儀”相比，“機械手臂相機”上傳感器所捕捉到的圖像的像素水平更低——僅僅512x256或1/10兆象素。盡管如此，該攝像裝置卻可以對13毫米大的物體進行仔細觀察，這使得“機械手臂相機”很像一個顯微鏡，使得科學家們清楚的觀察到火星上十分微小的物體圖像。除此之外，“機械手臂相機”還能進入“表面立體成像儀”所不能到達的許多地方，它對“表面立體成像儀”的拍攝起到了很好的補充作用。
總的來說，美國鳳凰號火星探測器上“機械手臂相機”和“表面立體成像儀”這兩種圖片拍攝儀器，對從火星上極為廣闊的自然景觀到火星上極為細小土壤，都進行了清晰且精確拍攝。鳳凰號火星探測器上部件的分工是這麼詳細，再聯想到美國鳳凰號火星探測器發回來的如此多令人大飽眼福的火星照片，人們對鳳凰號火星探測器的贊嘆也就不足為奇了。
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