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火星探测器的“火眼金睛”是如何“炼”成的?

来源:新华网 孟含琪 金津秀  发表时间:2021-3-5 10:49:10   浏览:

  我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空以来,已飞行200多天。3月4日,国家航天局发布3幅“天问一号”探测器拍摄的高清火星影像图,其中2幅全色图像由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研发的火星高分辨率相机拍摄。

  日前,记者走进中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,采访火星高分辨率相机研制项目团队,探秘这一用来细致观察火星的“火眼金睛”是如何“炼”成的。

  “高分辨率相机是火星探测器的重要载荷。”高分辨率相机主任设计师董吉洪说,此次探测任务的工程目标是实现火星环绕探测和巡视探测,获取火星探测科学数据,而高分辨率相机搭载在环绕器上,主要用于对火星表面进行成像。

  董吉洪说,火星高分辨率相机如同火星探测器的眼睛。“炼”就这双“慧眼”,是光学、机械、热控、电子学、软件等多学科共同协作的结果。

  比如,在光学系统方面,相机采用了长焦距大视场离轴三反光学系统,成像分辨率可达到亚米级,相当于站在长春可以观测分辨出沈阳街道上行驶的车是两厢还是三厢。

  再比如,为了使这双“眼睛”质量轻且具有高稳定性,高分辨率相机采用全碳化设计理念,应用碳化硅反射镜、碳纤维桁架、实现了结构的超轻量化设计,整机质量仅43千克。热控系统主要是保障设备元器件的工作环境温度,就像给“眼睛”戴上“保温眼罩”。即使在深远的外太空,相机的工作环境温度也能保持在十几摄氏度。电子学组建的“神经网络”,负责传输指令,控制捕捉静态照片或动态视频,还能自动调光,减少人为操作产生的误差……

  副主任设计师王栋说,更牛的地方在于,这双“眼睛”可以实现图像智能筛选。由于这台相机分辨率高,成像数据量大,限制了图像传输速度。通过智能筛选功能,相机可以自动提取有价值的图像内容。“比如看足球场,相机能自动判断并识别出信息价值量更大的球门,将球门附近的图像传回控制中心。”

  “炼”就这双“眼睛”属实不易。团队于2016年4月正式启动火星探测高分辨率相机研制任务。3年多的时间里,团队几乎没时间休息。而承研这一重大科研任务的团队,只有30余人,平均年龄35岁左右。

  “‘天问一号’离不开用‘眼睛’看清红色的星球。能够参与研发制造这双‘眼睛’是我的荣幸,再累也值得。”团队成员、项目质量师李杨说。

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