用來細(xì)致觀察火星的“火眼金睛”是如何“煉”成的

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。“煉”就這雙“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。“比如看足球場(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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