人类探测器首次在月球反面软着陆,原来是浙大人在帮他们照相?

作者:鸭脖官网发布时间:2022-07-28 01:39

本文摘要:2019年1月3日10点26分,中国嫦娥四号探测器乐成着陆于月球反面南极四周艾特肯盆地中的冯·卡门坑,这是人类探测器首次在月球反面软着陆。世界第一张近距离拍摄月背影像图为此,浙大人作出重要孝敬。其中,嫦娥四号探测器降落月球反面时的“第一眼”,由浙江大学徐之海教授团队设计的镜头拍摄。 徐之海团队还为“鹊桥”号中继星研发了光学相机系统。而探测器的激光测距敏感器和激光三维成像敏感器则由浙江大学校友王建宇院士团队研制。

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2019年1月3日10点26分,中国嫦娥四号探测器乐成着陆于月球反面南极四周艾特肯盆地中的冯·卡门坑,这是人类探测器首次在月球反面软着陆。世界第一张近距离拍摄月背影像图为此,浙大人作出重要孝敬。其中,嫦娥四号探测器降落月球反面时的“第一眼”,由浙江大学徐之海教授团队设计的镜头拍摄。

徐之海团队还为“鹊桥”号中继星研发了光学相机系统。而探测器的激光测距敏感器和激光三维成像敏感器则由浙江大学校友王建宇院士团队研制。嫦娥四号降落月球反面时的“第一眼”由浙大团队设计的镜头拍摄由徐之海教授团队完成的嫦娥四号探测器降落相机光学镜头成像清晰,体现优异,乐成记载了整个降落历程中的月面视频画面,为保障首次月球反面软着陆乐成作出重要孝敬。

2019年1月3日拍摄的月背影像图在嫦娥四号降落历程中,光学镜头就像是嫦娥四号寓目月球的“眼睛”。这只“小眼睛”资助嫦娥四号判断月球外貌的地貌情况,避开那些“危险地带”,选择宁静的着陆位置。要知道,月球外貌有许多斜坡和陨石坑。嫦娥四号要想在月球的“刀山火海”中平稳地着陆,这只“小眼睛”作用庞大。

嫦娥四号降落相机光学镜头为了掩护好这只“小眼睛”,使它能在太空中正常地事情,徐之海团队做了不少努力。徐之海表现,太空情况中充斥着种种辐射,所以“小眼睛”的镜片接纳的是防辐射玻璃。它的镜筒是由钛合金制作的,钛合金是一种高强度、高刚度的轻质金属质料,同时它具有和玻璃相似的热膨胀率——这保证了在太空极端情况下,“小眼睛”的高清晰成像质量。除此之外,因为在地面组装的镜头内部会有空气,进入到太空的真空情况中,镜头内里的空气会和外部情况形成压差造成变形,导致像质下降,甚至破坏。

为此,徐之海团队在镜头上专门设计了透气孔,使镜头的内外部情况到达平衡,保证可靠性。徐之海(左)与我国探月工程总设计师吴伟仁(右)的合影徐之海团队部门成员(前排左起冯华君教授、徐之海教授、岑兆丰教授,后排左起蒋婷婷助理、边美娟工程师、李徐之海团队部门成员在中继星上的光学相机系统 拍摄了地月合影除了降落相机,徐之海团队还为“鹊桥”号中继星研发了光学相机系统。“鹊桥”号中继星为嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支持,该相机系统也是“鹊桥”号中继星上唯一的相机系统。

中继星“鹊桥”开展通信中继和科学技术试验(模拟图)中继星光学观察相机系统中检测相机拍到的地月及中继星天线画面中继星光学观察相机系统中双分辨率相机拍摄的画面“这套光学相机系统由三部门组成——双分辨率相机、天线监视相机、相机控制器。”徐之海说,“这套相机系统小于3公斤,相比于此前其他方案中15公斤的相机系统,为搭载其他有效载荷省出了不少配重。”天线监视相机是很是重要的另一只“眼睛”。它可以看到“鹊桥”号中继星天线的展开状态,而天线能否正常事情决议着嫦娥四号与地面能否顺利通信。

嫦娥四号中继星双分辨率相机双分辨率相机也是具有挑战的一个部门,它的观点由徐之海团队提出。由于在太空中存在“冷焊”现象(空间情况中细密配合的运动部件粘结在一起),变焦镜头至今无法在星载情况中可靠应用。在太空情况中,为满足在一个相机中同时实现高分辨率和大视场成像的需求,又要制止使用变焦镜头的难题,所以徐之海团队缔造性提出双分辨率相机的设计理念,通过一次成像获得两张照片,实现了“大场景”与“大特写”的同时成像。这个相机还首次从拉格朗日L2点拍摄了“地月合影”,从这个位置望已往,地球是月球的约一半巨细。

2018年7月14日在地月拉格朗日L2点四周首次获取了地月合影及地球、月球特写图像徐之海说,“鹊桥”号中继星是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点的通信卫星。这个位置是地球和月球的引力平衡点,因此,“鹊桥”号需要很少的能量便能在此长时间运转。中继星光学观察相机系统后续还将在2019年下半年择机开展拓展成像试验,期待届时能有更精彩的体现。

校友团队的结果 同样功不行没除了徐之海团队,浙大校友王建宇院士团队,同样孝敬突出。浙大2017级本科新生开学仪式,王建宇作为校友代表讲话嫦娥四号探测器上装备的激光测距敏感器和激光三维成像敏感器,在落月历程中必不行少,堪称确保探测器宁静着陆最关键、最焦点的技术装备。有了它们,探测器就能准确地知道自己时时刻刻距离月球外貌的距离,而且清楚地看到着陆区域的地形地貌,从而寻找到宁静的着陆所在。卖力研制这两样设备的正是中科院上海技术物理研究所王建宇院士团队。

王建宇是浙江宁波人,本科结业于原杭州大学物理系。那么,先进的激光遥感技术是如何资助嫦娥四号顺利降落在月球反面的呢?激光测距敏感器好像一台高性能“倒车雷达”。

在嫦娥四号着陆器距离月面15千米高度时,激光测距敏感器就开始事情,每秒向月面发射两次激光脉冲。通过丈量月面回波脉冲信号与激光发射脉冲信号的时间距离,获得嫦娥四号着陆器相对于月面的准确距离,丈量精度0.2米之内。

“在着陆器下降到距月面约8千米时,姿态发生调整,激光测距敏感器也将随之切换测距偏向,直到完成平稳落月。”王建宇说,嫦娥四号激光测距敏感器的激光光源、探测器、高压电源等焦点元部件均为国产自研,并进一步提高了系统的集成化、轻量化水平。激光三维成像敏感器则资助嫦娥四号解决“往那里落”的问题。“虽然预定着陆区艾特肯地域较为平坦,但外貌仍然存在高坡、陨石坑、大石块等诸多不确定因素,所以准确避障极为重要。

”王建宇说。嫦娥四号到达距月面100米的悬停位置时,激光三维成像敏感器开始事情:收罗月面的三维图像,将高于15厘米的石头或低于15厘米的坑识别出来,确保探测器降落在宁静区域。

如此精致的扫描成像事情,在短短几秒内就完成了。值得一提的是,我国是几个航天大国中较早地把激光三维成像技术用于月面着陆的,现在应用已很是成熟。此外,王建宇团队还为首次到达月球反面的月球车装上了“红外眼”——红外成像光谱仪。月球车走到那里,这双“眼睛”就看向哪一片月面。

通过获取精致光谱信息,这台仪器可以资助科学家识别月壤及月面岩石的身分。王建宇先容,嫦娥四号红外成像光谱仪不仅集成最新遥感技术,还乐成实现轻小型化,重量不到6千克,综合性能优于西欧同类产物。

浙大智慧闪耀月球,为浙大人喝彩!!!内容泉源:浙江大学先进技术研究院丨浙江24小时客户端《人类首次打卡月球反面,浙大团队研发的“眼睛”功不行没!》(记者 王湛 通讯员 刘苏蒙 柯溢能)丨浙江新闻客户端《浙籍院士王建宇解读:嫦娥四号落月靠这些“眼睛”》(记者 曾福泉) | 微信民众号《号外!首张月球反面照片来了》丨雷锋网《嫦娥四号在月球背侧“安家”了》部门图片由徐之海老师提供视频泉源:本文编辑:浙江大学微讯社 陈晗钰责任编辑:周亦颖。


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