我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空以來,已飛行200多天。3月4日,國(guó)家航天局發(fā)布3幅“天問一號(hào)”探測(cè)器拍攝的高清火星影像圖,其中2幅全色圖像由中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研發(fā)的火星高分辨率相機(jī)拍攝。
日前,記者走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,采訪火星高分辨率相機(jī)研制項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),探秘這一用來細(xì)致觀察火星的“火眼金睛”是如何“煉”成的。
“高分辨率相機(jī)是火星探測(cè)器的重要載荷?!备叻直媛氏鄼C(jī)主任設(shè)計(jì)師董吉洪說,此次探測(cè)任務(wù)的工程目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞探測(cè)和巡視探測(cè),獲取火星探測(cè)科學(xué)數(shù)據(jù),而高分辨率相機(jī)搭載在環(huán)繞器上,主要用于對(duì)火星表面進(jìn)行成像。
董吉洪說,火星高分辨率相機(jī)如同火星探測(cè)器的眼睛?!盁挕本瓦@雙“慧眼”,是光學(xué)、機(jī)械、熱控、電子學(xué)、軟件等多學(xué)科共同協(xié)作的結(jié)果。
比如,在光學(xué)系統(tǒng)方面,相機(jī)采用了長(zhǎng)焦距大視場(chǎng)離軸三反光學(xué)系統(tǒng),成像分辨率可達(dá)到亞米級(jí),相當(dāng)于站在長(zhǎng)春可以觀測(cè)分辨出沈陽(yáng)街道上行駛的車是兩廂還是三廂。
再比如,為了使這雙“眼睛”質(zhì)量輕且具有高穩(wěn)定性,高分辨率相機(jī)采用全碳化設(shè)計(jì)理念,應(yīng)用碳化硅反射鏡、碳纖維桁架、實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的超輕量化設(shè)計(jì),整機(jī)質(zhì)量?jī)H43千克。熱控系統(tǒng)主要是保障設(shè)備元器件的工作環(huán)境溫度,就像給“眼睛”戴上“保溫眼罩”。即使在深遠(yuǎn)的外太空,相機(jī)的工作環(huán)境溫度也能保持在十幾攝氏度。電子學(xué)組建的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,負(fù)責(zé)傳輸指令,控制捕捉靜態(tài)照片或動(dòng)態(tài)視頻,還能自動(dòng)調(diào)光,減少人為操作產(chǎn)生的誤差……
這是由我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器拍攝的高清火星全色圖像。(來源:國(guó)家航天局)
副主任設(shè)計(jì)師王棟說,更牛的地方在于,這雙“眼睛”可以實(shí)現(xiàn)圖像智能篩選。由于這臺(tái)相機(jī)分辨率高,成像數(shù)據(jù)量大,限制了圖像傳輸速度。通過智能篩選功能,相機(jī)可以自動(dòng)提取有價(jià)值的圖像內(nèi)容?!氨热缈醋闱驁?chǎng),相機(jī)能自動(dòng)判斷并識(shí)別出信息價(jià)值量更大的球門,將球門附近的圖像傳回控制中心?!?/p>
“煉”就這雙“眼睛”屬實(shí)不易。團(tuán)隊(duì)于2016年4月正式啟動(dòng)火星探測(cè)高分辨率相機(jī)研制任務(wù)。3年多的時(shí)間里,團(tuán)隊(duì)幾乎沒時(shí)間休息。而承研這一重大科研任務(wù)的團(tuán)隊(duì),只有30余人,平均年齡35歲左右。
“‘天問一號(hào)’離不開用‘眼睛’看清紅色的星球。能夠參與研發(fā)制造這雙‘眼睛’是我的榮幸,再累也值得。”團(tuán)隊(duì)成員、項(xiàng)目質(zhì)量師李楊說。
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原文標(biāo)題:火星探測(cè)器的“火眼金睛”是如何“煉”成的?
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