南海之濱,“胖五”揚(yáng)帆。2020年11月24日,嫦娥五號探測器隨長征五號從海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,開啟月球探測新旅程。
此次“胖五”的乘客是大家期待已久的嫦娥五號探測器,計(jì)劃將在探月工程三期中完成月面取樣返回任務(wù),踏出中國探月工程的“繞、落、回”的最后一步“回”,是該工程中最復(fù)雜的探測器,也是中國探月工程的收官之戰(zhàn)。
嫦娥五號探測器將實(shí)現(xiàn)中國開展航天活動以來的五個(gè)“首次”: 一是地外天體的采樣與封裝,二是地外天體的起飛,三是月球軌道交會對接,四是攜帶樣品高速地球再入,五是樣品的存儲、分析和研究。
嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成,在經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行后,著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離,軌道器攜帶返回器留軌運(yùn)行,著陸器承載上升器擇機(jī)實(shí)施月球正面預(yù)選區(qū)域軟著陸,按計(jì)劃開展月面自動采樣等后續(xù)工作。
西安光機(jī)所月球與深空探測技術(shù)研究室研制的全景相機(jī)為完成采樣區(qū)月表形貌和月面國旗成像調(diào)查而設(shè)計(jì)。全景相機(jī)安裝在相機(jī)指向機(jī)構(gòu)上,由相距一定距離的兩個(gè)相機(jī)組成。兩臺全景相機(jī)通過類似“人眼”的探測原理可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的立體成像,依靠指向機(jī)構(gòu)的左右旋轉(zhuǎn)和上下俯仰,實(shí)現(xiàn)大視場和上下大范圍的全景探測,再通過圖像拼接及立體反演,可得到采樣區(qū)的全景立體圖像。當(dāng)采樣機(jī)構(gòu)工作時(shí),全景相機(jī)還可以對采樣過程進(jìn)行拍照和攝像,從而獲得采樣過程圖像信息,同時(shí)和其它載荷互相配合,共同完成采樣區(qū)域現(xiàn)場就位探測的科學(xué)目標(biāo)。
嫦娥五號全景相機(jī)在繼承嫦娥四號成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對月面高溫進(jìn)行了適應(yīng)性設(shè)計(jì),其工作溫度上限提高了10℃。全景相機(jī)轉(zhuǎn)臺在整個(gè)飛行過程中要經(jīng)歷約±100℃的溫度變化,且保證一定的指向精度。全景相機(jī)轉(zhuǎn)臺和國旗展示系統(tǒng)的火工品同樣要經(jīng)歷±100℃的溫度變化,還要適應(yīng)月面100℃以上的高溫起爆可靠,研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了攻關(guān)和試驗(yàn),保證了火工品起爆的可靠性和安全性。
嫦娥五號全景相機(jī)正樣產(chǎn)品
西安光機(jī)所空間光學(xué)技術(shù)研究室承擔(dān)研制嫦娥五號遠(yuǎn)攝相機(jī)和表取采樣裝置圖像處理單元任務(wù),是采樣與封裝分系統(tǒng)的重要組成部分。遠(yuǎn)攝相機(jī)安裝在著陸器月球表面采樣機(jī)械臂上,表取采樣裝置圖像處理單元安裝在著陸器采樣封裝分系統(tǒng)內(nèi)部,這兩部分相互配合,對月球表面采樣機(jī)械臂子系統(tǒng)著陸器外執(zhí)行部分的工作區(qū)域、月樣傾斜過程、初級封裝容器填充等進(jìn)行監(jiān)視;通過視覺測量為表采機(jī)械臂子系統(tǒng)控制采樣器向初級封裝容器內(nèi)準(zhǔn)確傾斜月樣、采樣器準(zhǔn)確夾持初級封裝容器、采樣器將初級封裝容器準(zhǔn)確放入密封封裝裝置提供精確的位置和姿態(tài)信息。研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和多次試驗(yàn),突破了相機(jī)輕小型化、月表特殊空間環(huán)境適應(yīng)性、高精度空間視覺測量等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
嫦娥五號遠(yuǎn)攝相機(jī)正樣產(chǎn)品
九天攬?jiān)滦呛娱?,十六春秋繞落回。從嫦娥一號拍攝的全月球影像圖,到嫦娥二號首次實(shí)現(xiàn)我國對小行星的飛躍探測,到嫦娥三號成功實(shí)現(xiàn)落月夢想、嫦娥四號實(shí)現(xiàn)人類探測器首次月背軟著陸揭開月球背面神秘面紗,再到嫦娥五號實(shí)現(xiàn)月面自動采樣返回……回顧我國一路走來的探月之路,可謂精彩紛呈。西安光機(jī)所有幸全程參與探月工程,一路見證中國航天人奮楫星河的腳步!
從兩彈一星到載人飛船,從探月工程到火星計(jì)劃,中國航天在向更高更遠(yuǎn)目標(biāo)挺近,挑戰(zhàn)也越來越大。每一次跨越都浸透著航天人的心血,每一次突破靠的就是自主創(chuàng)新。
發(fā)展航天事業(yè),建設(shè)航天強(qiáng)國,我們使命在肩、任重道遠(yuǎn)。西安光機(jī)所一代代科研人員將仰望星空,腳踏實(shí)地,在通往星辰大海的征途上,繼續(xù)貢獻(xiàn)西光智慧、貢獻(xiàn)西光力量?。ㄖ袊請?bào)陜西記者站)
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