 ▲嫦娥四號(hào)探測(cè)器動(dòng)力下降過(guò)程降落相機(jī)拍攝的圖像 ▲嫦娥四號(hào)探測(cè)器月球背面軟著陸后降落相機(jī)拍攝的圖像
1月3日10點(diǎn)26分，中國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功著陸于月球背面南極附近艾特肯盆地中的馮?？ㄩT(mén)坑，人類(lèi)歷史上首次在月球背面實(shí)現(xiàn)了軟著陸。浙江大學(xué)徐之海教授團(tuán)隊(duì)完成的嫦娥四號(hào)探測(cè)器降落相機(jī)光學(xué)鏡頭成像清晰，表現(xiàn)優(yōu)異，成功記錄了整個(gè)降落過(guò)程中的月面視頻畫(huà)面，為保障首次月球背面軟著陸成功做出了重要貢獻(xiàn)。嫦娥三號(hào)落月時(shí)驚心動(dòng)魄的瞬間、在地月拉格朗日L2點(diǎn)附近首次獲取的地月合影……這些讓人驚嘆的畫(huà)面，也都是由浙大設(shè)計(jì)研制的光學(xué)成像系統(tǒng)取得的。  ▲嫦娥四號(hào)降落相機(jī)光學(xué)鏡頭“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器從15公里高處降至月球表面的這12 分鐘，完全依靠自主判斷與控制，地面人工干預(yù)的可能性為零。國(guó)外同行曾把這種航天師父?jìng)儭笆肿銦o(wú)措”的短暫時(shí)間稱(chēng)為“黑色瞬間”。然而嫦娥四號(hào)卻能在黑夜中睜開(kāi)一雙“火眼金睛”，探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁院士曾形象地說(shuō)：美國(guó)人登陸月球是閉著眼睛下去的，我們則是睜著眼睛下去的，這雙“眼睛”就是探測(cè)器上搭載的降落相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)。 “太空環(huán)境是真空、高輻射環(huán)境，溫度變化大，航天飛行探測(cè)器的光學(xué)相機(jī)在太空環(huán)境工作，不但要非?？煽?，壽命長(zhǎng)并足夠輕和小，還要滿足許多特殊要求，例如在探測(cè)器發(fā)射時(shí)必須承受強(qiáng)大的力學(xué)沖擊。”剛在北京航天飛行控制中心現(xiàn)場(chǎng)觀看落月全過(guò)程的徐之海教授，在落月成功后，馬上接受了記者的采訪。 徐之海介紹，中國(guó)月球探測(cè)工程之前曾獲得過(guò)多幅全月球影像圖，雖然最高分辨率達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先的0.97米，但對(duì)于探測(cè)器降落依舊“幫不上大忙”。他拿面前的茶幾打了一個(gè)形象的比方：“只要著陸器四只腳中的一只碰到像茶幾這么大的一塊石頭，就有可能側(cè)翻，然而0.5米見(jiàn)方的石頭，在0.97米分辨率的影像圖上只是一個(gè)點(diǎn)，我們無(wú)法靠一個(gè)點(diǎn)判斷石頭存不存在?！?/p> 因此，嫦娥四號(hào)著落器在動(dòng)力下降段先大范圍“挪”到一個(gè)相對(duì)平坦的地方，然后依靠降落相機(jī)多張更高精度影像圖的判斷，對(duì)障礙物和坡度進(jìn)行識(shí)別，搜索安全著陸區(qū)，并在到達(dá)距月面100米的懸停位置時(shí)自主避障，再找到一個(gè)更平坦的小范圍。 “百聞不如一見(jiàn)?！毙熘８嬖V記者，在科學(xué)探測(cè)中，光學(xué)成像一直是最直接、最重要的一種探測(cè)手段，其他任何科學(xué)手段的探測(cè)所帶來(lái)的信息量、沖擊力，都不如光學(xué)系統(tǒng)。  ▲嫦娥四號(hào)中繼星雙分辨率相機(jī)今年5月21號(hào)，徐之海教授團(tuán)隊(duì)主持研制的嫦娥四號(hào)中繼星（鵲橋號(hào)）觀測(cè)相機(jī)系統(tǒng)于2018年5月21日隨鵲橋號(hào)成功發(fā)射。在到達(dá)繞地月拉格朗日L2點(diǎn)的使命軌道后，相機(jī)系統(tǒng)于2018年6月20日開(kāi)機(jī)，天線監(jiān)視相機(jī)成功獲取了高增益拋物面通信天線的圖像，確認(rèn)了中繼天線正常展開(kāi)狀態(tài)，完成了監(jiān)視成像任務(wù)；雙分辨率相機(jī)于7月13日~14日開(kāi)機(jī)，人類(lèi)歷史上首次獲取了從地月拉格朗日L2點(diǎn)附近拍攝的地月合影及地球、月球特寫(xiě)圖像。6個(gè)多月的在軌運(yùn)行表明，光學(xué)相機(jī)工作可靠、像質(zhì)清晰，圓滿完成了預(yù)定任務(wù)，為保障中繼星天線的可靠展開(kāi)、展示我國(guó)探月工程的精彩過(guò)程做出了重要貢獻(xiàn)。  ▲2018年7月14日在地月拉格朗日L2點(diǎn)附近首次獲取了地月合影中繼星光學(xué)觀測(cè)相機(jī)系統(tǒng)后續(xù)還將在2019年下半年擇機(jī)開(kāi)展拓展成像試驗(yàn)，期待屆時(shí)能有更精彩的表現(xiàn)。 |
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