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嫦娥三号两器互拍结束背后的激光技术企业与

2019/08/15 来源:德宏信息港

导读

22日凌晨,在地面的控制下,嫦娥三号着陆器与“玉兔”号月球车进行了第5次互拍,并首次传回着陆器携带五星红旗的清晰全景照片,两器互拍任务圆满结

  22日凌晨,在地面的控制下,嫦娥三号着陆器与“玉兔”号月球车进行了第5次互拍,并首次传回着陆器携带五星红旗的清晰全景照片,两器互拍任务圆满结束。随后,月球车“告别”着陆器,开始月面测试工作,并前往更远的区域。在首次月夜前,嫦娥三号着陆器和月球车将分别继续开展就位探测和月面巡视勘察。

  据了解,航天科研人员根据导航相机拍摄的地形信息,对月球车进行了路径规划。按照计划,在嫦娥三号着陆器的正后方、侧方、正前方设定了A、B、C、D、E共5个点,“玉兔”号月球车以60 deg;为间隔绕着陆器行驶,并在这5个位置与着陆器进行互拍。今天凌晨,北京航天飞行控制中心发送遥控指令,使“玉兔”号由D点行驶至一个互拍点E点,全景相机对着陆器进行整体成像,同时着陆器地形地貌相机对月球车成像。经过数据下传和地面数据处理,携带五星红旗的着陆器和月球车的照片成功传回地面,两器互拍工作圆满结束。

  嫦娥三号两器互拍

  “玉兔”号月球车和嫦娥三号着陆器于12月15日成功进行了次互拍,并传回了“玉兔”号携带五星红旗的清晰全景照片。“玉兔”号于16日进入“午休”,20日重新展开科学探测,并于22日完成与着陆器的互拍。

  本次嫦娥三号能够成功实现软着陆对于中国航天工业来说是巨大的进步,这背后包含着众多的先进技术,其中就有技术。先进的激光技术在本次登月活动中扮演着“眼睛”的作用,帮助嫦娥三号成功度过黑色720秒。

  1、安光所技术护航嫦娥三号成功软着陆

  安光所在此次登月任务中承担“7500N变推力发动机羽流对CE- 激光敏感器影响分析”课题任务,为嫦娥三号在月球虹湾区成功实现软着陆,发挥了重要技术保障作用。

  嫦娥三号软着陆,是从15公里高度开始,在11分钟的落月过程中,依靠自主控制,通过一台7500N变推力发动机在落月运动的反方向作用下实现减速,历经了主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速段等6个阶段。在距离月面100米高度时,探测器暂时停下脚步,利用发动机的反推力作用悬停,使用敏感器和三维成像敏感器获取月面区域的激光三维图像,以躲避障碍物为安全软着陆选择合适地点。

  安光所大气光学研究中心自2009年承担7500N变推力发动机羽流对激光敏感器影响的研究工作以来,通过理论分析、数值仿真和地面实验验证,细致分析论证了1500N至7500N变推力发动机羽流场对嫦娥三号激光敏感器的测距和三维成像精度的影响,为激光敏感器的测距和月表激光成像校正,以及嫦娥三号安全着陆点的选择提供了技术保障。

  2、激光“慧眼”助嫦娥三号稳稳着陆

  “激光测距敏感器在着陆前 0分钟开机工作,激光三维成像敏感器在着陆前5分钟开机,在距离月面100米悬停阶段工作,两个产品圆满完成了测距和精避障任务。”昨晚,在北京飞行控制中心执行完嫦娥三号着陆器软着陆任务的中科院上海技术物理所研究员舒嵘回到驻地后与连线,讲述了他的任务执行过程。话语中,仍带着成功的兴奋。

  一直测量到仅距十几米时

  “通过相关电流和温度的反馈数据,我们可以知道它们有没有顺利开机。”舒嵘说。当两个敏感器处于关机状态时,电压为零,开机后电压达到了预测的数值。温度也达到了20摄氏度,这是适合它们工作的温度。

  嫦娥三号着陆器能否安全软着陆,中科院上海技术物理所研制的激光三维成像敏感器和激光测距敏感器起了关键作用。舒嵘说,这就像飞机驾驶中需要的高度计一样。在距离着陆时间 0分钟左右,激光测距敏感器开机,测到当时着陆器到月球的距离是40多公里。它一直工作到距离月面仅十几米时。

  几秒之内算出一个避障结果

  激光三维成像敏感器的任务主要是在悬停阶段精避障。形象地说,它就是嫦娥三号的“慧眼”。舒嵘说,的数据显示,悬停的高度在98米。这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,将这个值返回到地面,就说明它找到合适的着陆地点了。”舒嵘介绍,这个时间非常快,它获得信息一共只有250毫秒,处理时间也就是在几秒钟之内。

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