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【青年报】沪制“激光眼”将为月球车降落探路

沪制“激光眼”将为月球车降落探路

本报讯记者胥柳曼 嫦娥二号卫星已踏上奔月之路,由中科院上海技术物理研究所承担研制的激光高度计也随之升空。它将与CCD立体相机协同开展月面形貌科学探测,获得更全面、更精准的全月图,可为后续月球车安全着陆区选择提供参考。

  【过去】

  清晰获取南北极地形数据

  月球之巅有多高?月球表面的“马里亚纳海沟”在哪里?……随嫦娥一号卫星在月球轨道工作一年中,激光高度计首次有效获取了月球南北两极的高程数据,尤其是它精细刻画了月球南极地区地形地貌,填补了该领域的世界空白。不仅如此,它还修正了多项已知的月表地形数据,为人类进一步探究月面结构、月球重力场奥秘提供了更为翔实的参考。

  “CCD立体相机主要负责为月球拍照,而激光高度计就是测量探月卫星到星下点月球表面的距离。”上海技术物理所研究员、嫦娥二号激光高度计项目负责人舒嵘告诉记者,CCD拍摄的照片和高度数据结合起来,经过后期处理后,就“撑”出一幅月面三维地形图。

  与最早的美国“克莱门汀”探测器获取的月表数据相比,根据嫦娥一号获取数据制成的CLTM-s01月面模型,已经在国际上取得了领先地位。“但是,人类探索宇宙的梦想永无止境,此次嫦娥二号的任务之一,就是获取更高精度月球表面三维影像。这样,可以为今后的‘落月’提供更准确的参考。”舒嵘说。

  【现在】

  将经受月表热辐射考验

  此次嫦娥二号环月的轨道高度从200公里降为了100公里。“即便我们什么都不做,由于距离短了一倍,激光高度计测得的数据也会比以往更精准。”舒嵘表示。

  不过记者获悉,此次画月面图的两大“法宝”——CCD与激光高度计还是都不同程度做了改进。其中,CCD的成像分辨率从原先的120米提高到7米。而激光高度计最高重复频率扩展至5赫兹。“简单地说,原先每秒在月球上打1个点;而此次变成每秒打5个点。”舒嵘说。

  但卫星离月球距离更近也带来一个麻烦。那就是在月球阳面,热辐射就会相应加大。激光高度计在工作时,受到月面光照影响将更加明显。“据我所知,此次卫星的温控系统也做了改进,相信不会使高度计工作受影响。”

  【未来】

  重现阿波罗时代“工程兵”

  如今的“激光眼”和CCD立体相机,在国际上处于什么水平?

  记者从有关方面获悉,最近3年,对月探测器主要有美国月球勘测轨道飞行器、日本“月亮女神”号、印度“月船一号”。其中,美国卫星轨道为50km,激光高度计的一次激光发射为5个激光光束,可以获得更多的激光足印。由于嫦娥二号激光高度计只是一号的备份件产品,所以仅仅将激光重复频率从原先的1赫兹提高到5赫兹,一次激光发射还是1个激光光束。总体水平只能说与日本、印度的激光高度计属于同一水平,比美国的要低。

  而从立体相机来看,“月亮女神”的分辨率已达到10米,而美国LRO探测器上的CCD已达到0.5-1米。我国的嫦娥二号CCD与日本也处于同一水平,但还不如美国。

  对于未来,舒嵘表示,激光高度计将不再是“科学家”,而将成为“工程兵”。据悉,嫦娥三号将继续搭载激光高度计,主要任务是给着陆器在着陆过程中提供精确的卫星-月表的距离信息。“其实早在美国阿波罗飞船登时代,高度计的作用,就是在宇航员降落月表的过程中提供实时高度变化数据。”

  记者了解到,新一代的激光高度计已在研制中,将比现在的更小、更轻。


 

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