当你用手机拍摄夕阳或日常生活时，手中所持的正是为深空探测而开发的前沿技术。如今，作为智能手机与无反相机核心部件的“CMOS有源像素传感器（APS）”每年产量高达约70亿颗。这项被称为“芯片级相机”的技术，最早于1990年代初在美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）诞生。
1992年，埃里克·福萨姆博士接受了NASA的任务：“为行星际航行研发小型化相机”。当时，数字相机以“CCD传感器”为主流，但CCD功耗高、体积大，对于资源有限的太空环境来说是巨大挑战。
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1992年的突破：解决噪声难题的发明
福萨姆博士的创新在于将CCD中“基于相关双采样的像素内电荷转移”技术应用于CMOS工艺。当时的CMOS传感器以高噪声著称，但通过对光信号进行两次测量并取其差值，这一缺陷得到了极大改善。
由此诞生的有源像素传感器为NASA带来了三大决定性优势：
- 低功耗： 运行所需能耗远低于CCD。
- 抗辐射： 具备抵御太空强辐射的设计。
- 高度集成： 将整个系统集成于单一芯片，实现高速与小型化。
最初，NASA对该技术的采用持谨慎态度，但福萨姆博士坚信：“这项技术不仅适用于太空，也将造福地球。”经历了医疗“胶囊内窥镜”与车载传感器等应用后，最终迎来了手机这一“杀手级应用”。
为寻找地外生命而进化
截至2026年，源自NASA的这项技术仍在不断进化。罗切斯特理工学院（RIT）研究团队正致力于“单光子CMOS传感器（SPSCMOS）”的开发。该技术具备检测和分辨单个光子（光量子数）的超高灵敏度，被认为是未来“宜居世界天文台（HWO）”任务不可或缺的核心。
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通过将传感器冷却至250K，暗电流被抑制至极限——30分钟仅产生一个电子。正是这种极致精度，使得我们能够捕捉到遥远系外行星大气中的氧气、甲烷等“生物印迹（生命迹象）”。
对技术革命的致敬
为表彰这项对世界产生深远影响的发明，埃里克·福萨姆博士荣获2026年查尔斯·斯塔克·德雷珀奖。这场始于探索宇宙边界的挑战，如今已成为我们日常生活中最亲近的工具，并持续推动着人类对“我们在宇宙中是否孤独？”这一终极命题的探索。