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上海“慧眼”护卫“嫦娥落月”

来源： 发布时间：2013-12-18【字体：大 中 小】
“激光眼”

　　■中科院上海技术物理所承担3项光学载荷仪器的研制任务：激光三维成像敏感器、激光测距敏感器和红外成像光谱仪。激光测距敏感器、激光三维成像敏感器等相当于嫦娥的一双“慧眼”，帮它避开障碍找到一个100平方米的安全着陆区

　　■中科院上海光学精密机械研究所为两个激光敏感器提供了高可靠的核心小型全固态激光器和光纤激光器

“红外眼”

　　■红外成像光谱仪正在等候发号施令，它担负着对巡视区月球表面矿物进行红外光谱分析和成像探测的科学任务

　　■“红外眼”安装在月球车“腹部”，由一台探测可见近红外谱段的成像光谱仪，和一台短波红外谱段的光谱探测仪组成　　

　　“激光测距敏感器在着陆前30分钟开机工作，激光三维成像敏感器从距月面约100米处开始工作，测量范围是80至120米，它为嫦娥三号提供着陆区三维地形信息，帮其避障，目前都已圆满完成任务。”昨天下午，执行完嫦娥三号软着陆任务的中科院上海技术物理所研究员舒嵘从北京回到上海，接受了记者的采访，话语中难掩兴奋。

“激光眼”勘测着陆地形

　　嫦娥三号预选着陆区虹湾相对平坦，但月球表面仍存在坡度、石块等不确定地质条件。技物所研究员王建宇表示，嫦娥三号携带的激光测距敏感器、激光三维成像敏感器等相当于嫦娥的一双“慧眼”，帮它避开障碍，助其找到一个100平方米的安全着陆区。

　　参加试验任务的黄庚华和徐卫明博士说，最后的数据显示，在98米高度时，激光三维成像敏感器开始工作。“虽然我们拿不到图像，但它算完一个避障结果，将这个值传回地面，就说明找到合适的着陆地点了。”舒嵘补充说，三维成像敏感器获得信息的过程一共只有0.25秒，处理时间也只有几秒钟。

　　实时测量降落高度的激光测距敏感器，继承了嫦娥一号激光高度计的技术，并有所改进。一是精度从原来的5米提升到了0.2米，二是大幅“瘦身”，重量只有15.7公斤。

　　光机所激光器主任设计师侯霞研究员介绍，激光器是空间激光应用系统中最核心的单机。这个光源重复频率高、脉宽窄，抗震动能力强，并可提供两个方向的激光束，以及远距离和近距离的测距能力。

“红外眼”探秘月表矿物

　　目前两只激光“慧眼”已光荣完成任务，另一只“红外眼”——红外成像光谱仪，正在等候发号施令。

　　项目负责人王建宇研究员介绍，月球表面的主要矿物如辉石、斜长石、橄榄石、钛铁矿等，在可见近红外、短波红外谱段，均具有一定的光谱特征。通俗地说，太阳光经其反射后会在红外谱段体现一定的特征，而“红外眼”能敏锐捕捉并将其拍摄下来。

　　“红外眼”安装在月球车“腹部”，由一台探测可见近红外谱段的成像光谱仪和一台短波红外谱段的光谱探测仪组成。它能盯着月面察看岩石的矿物组成，帮助绘制本次巡视区域的月表矿藏图。

　　“红外眼”身材苗条、体重轻盈。为了实现这一点，科研人员首次将声光调制分光器和超声电机应用到外太空。王建宇解释说，捕捉矿物的特征光谱，需要“聪明”的滤光镜，声光调制分光器能通过使用不同的射频频率，由此滤过不同波长的红外光，以便让“红外眼”迅速地识别出不同矿物的特征光谱；超声电机可借助超声波控制其工作，特点是体积小，重量轻。

　　“红外眼”麻雀虽小，五脏俱全。两台光谱仪、声光调制器、超声电机、定标装置等设备，都必须集纳在1只不到百分之一立方米的箱子里，还要能抵抗住月表大幅度的昼夜温差，防止月尘污染。王建宇说，这只“红外眼”总重量约5公斤，而同类航空应用的光谱仪重量可达几十公斤。 （本报记者 史博臻 通讯员 任远 黄辛 《文汇报》 2013-12-17）

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