用來細(xì)致觀察火星的“火眼金睛”是如何“煉”成的

我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器發(fā)射升空以來，已飛行200多天。3月4日，國家航天局發(fā)布3幅“天問一號”探測器拍攝的高清火星影像圖，其中2幅全色圖像由中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所研發(fā)的火星高分辨率相機拍攝。

日前，記者走進中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所，采訪火星高分辨率相機研制項目團隊，探秘這一用來細(xì)致觀察火星的“火眼金睛”是如何“煉”成的。

“高分辨率相機是火星探測器的重要載荷。”高分辨率相機主任設(shè)計師董吉洪說，此次探測任務(wù)的工程目標(biāo)是實現(xiàn)火星環(huán)繞探測和巡視探測，獲取火星探測科學(xué)數(shù)據(jù)，而高分辨率相機搭載在環(huán)繞器上，主要用于對火星表面進行成像。

董吉洪說，火星高分辨率相機如同火星探測器的眼睛?！盁挕本瓦@雙“慧眼”，是光學(xué)、機械、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，相機采用了長焦距大視場離軸三反光學(xué)系統(tǒng)，成像分辨率可達(dá)到亞米級，相當(dāng)于站在長春可以觀測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，高分辨率相機采用全碳化設(shè)計理念，應(yīng)用碳化硅反射鏡、碳纖維桁架、實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的超輕量化設(shè)計，整機質(zhì)量僅43千克。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)照片或動態(tài)視頻，還能自動調(diào)光，減少人為操作產(chǎn)生的誤差……

這是由我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器拍攝的高清火星全色圖像。（來源：國家航天局）

副主任設(shè)計師王棟說，更牛的地方在于，這雙“眼睛”可以實現(xiàn)圖像智能篩選。由于這臺相機分辨率高，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，相機可以自動提取有價值的圖像內(nèi)容。“比如看足球場，相機能自動判斷并識別出信息價值量更大的球門，將球門附近的圖像傳回控制中心?！?/p>

“煉”就這雙“眼睛”屬實不易。團隊于2016年4月正式啟動火星探測高分辨率相機研制任務(wù)。3年多的時間里，團隊幾乎沒時間休息。而承研這一重大科研任務(wù)的團隊，只有30余人，平均年齡35歲左右。

“‘天問一號’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?！眻F隊成員、項目質(zhì)量師李楊說。

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