12月15日23時45分,安裝在“嫦娥三號”著陸器頂部的地形地貌相機成功地拍攝并回傳了“玉兔”號月球車上清晰的五星紅旗“真顏色”照片,這也是中國國旗第一次在地外天體上“留影”。
地形地貌相機的核心組成部分——光學(xué)鏡頭,被人們形象地比喻為“嫦娥明眸”,是由中國航天科工集團駐津某研究所研制的。它與普通相機有什么區(qū)別?如何在月球上拍攝出清晰的“真顏色”的照片……
比普通相機光學(xué)鏡頭輕40%
“航天發(fā)射,要求有效載荷小型化?!泵宪姾辖榻B,“在設(shè)計之初上級部門給了我們一個數(shù)值,但在設(shè)計過程中我們發(fā)現(xiàn)了另一個數(shù)值效果會更好,就做了微調(diào),性能比想象的更好了。最后裝在地形地貌相機上的光學(xué)鏡頭,結(jié)構(gòu)片片數(shù)比較少,重量較輕,比預(yù)算減輕了25%,比同規(guī)格普通相機的光學(xué)鏡頭輕了40%。”
適應(yīng)宇宙空間輻射和月表極冷極熱的真空環(huán)境,是“嫦娥三號”必須面臨的考驗。如果措施不當(dāng),宇宙空間輻照會使地形地貌相機無法正常工作。研制團隊在光學(xué)鏡頭上采用了相關(guān)技術(shù),為相機穿上了“防輻射服”。同時,月球表面溫度變化劇烈,鏡頭需要承受月球表面高低溫變化的影響,鏡頭需要在-35℃~+65℃溫度范圍內(nèi)的真空熱環(huán)境下正常工作。為此,研制團隊通過先進的設(shè)計方法,給它打了“免疫疫苗”,確保相機不會因為極冷或極熱的環(huán)境而“罷工”。
二十次拍攝形成月球表面照片
在“玉兔號”月球車的一旁,有一雙“眼睛”一眨也不眨地深情注視著它,并拍下它的運行狀況和“廣寒宮”外形的動態(tài)和靜態(tài)照片。孟軍合說,“在這次登月中,地形地貌相機承擔(dān)著很重要的任務(wù)。”
孟軍合介紹,一是工程探測任務(wù),主要是獲取“玉兔”的彩色照片,展示巡視器的工作狀態(tài),提高嫦娥三號的工程顯示度。二是科學(xué)探測任務(wù),鏡頭將隨相機做5次不同角度的俯仰,同時,對著陸區(qū)月面地行地貌進行360度拍攝,每18度拍攝一次,共拍攝20次,把這些照片連接后,就可比較全面地展示月球表面的地形地貌。
鏡頭戴“頭盔”拍出“真顏色”
如何在月球上拍攝出“真顏色”的彩色照片,是擺在設(shè)計人員面前的一大難題。
孟軍合說,經(jīng)過反復(fù)思考、計算和試驗,研制團隊攻克了技術(shù)難關(guān),給鏡頭戴上了一個“頭盔”——遮光罩,阻攔了外界雜散光。在此基礎(chǔ)上,將“戴”在鏡頭前端的“有色眼鏡”挪到了鏡頭里面,在消除顏色差異(偏紅或偏藍(lán))的同時避免了鬼像(鬼像即非預(yù)期影像)的產(chǎn)生。
為了避免月塵污染的影響,確保高質(zhì)量清晰成像,設(shè)計人員采用先進技術(shù),給光學(xué)鏡頭上安裝了一個“屏蔽網(wǎng)”,將落在鏡頭表面的月塵影響屏蔽掉。
據(jù)介紹,宇宙空間輻射和月表極冷極熱的真空環(huán)境,是“嫦娥三號”必須面臨的考驗。如果措施不當(dāng),地形地貌相機將無法正常工作。研制團隊在接到研發(fā)任務(wù)后,在光學(xué)鏡頭上采用了相關(guān)技術(shù),為相機穿上了“防輻射服”。同時,針對月球表面溫度變化劇烈,鏡頭需要承受月球表面高低溫變化的影響,研制團隊通過先進的設(shè)計方法,給鏡頭打了“免疫疫苗”,確保相機不會因為極冷或極熱的環(huán)境而“罷工”。而面對如何在月球上拍攝出“真顏色”的彩色照片這一大難題時,該研制團隊通過遮光罩,阻攔外界雜散光,并在此基礎(chǔ)上,將“戴”在鏡頭前端的“有色眼鏡”挪到了鏡頭里面,在消除顏色差異的同時避免了鬼像的產(chǎn)生。(
80后成為光學(xué)鏡頭研制主力軍
中國航天科工集團駐津某研究所,作為分承制單位承擔(dān)地形地貌相機廣角鏡頭的研制工作確定時間相對較晚,研制時間也非常緊張,相當(dāng)于鏡頭正常研制周期的1/4。
孟軍合介紹,為了確保探月工程的研制進度,該所組織了所內(nèi)最優(yōu)秀隊伍開展攻關(guān),研制過程中,加大各環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控力度,明確重大時間節(jié)點并細(xì)化到各道工序,全體團隊成員放棄了節(jié)假日的休息。
該所光學(xué)設(shè)計團隊人員結(jié)構(gòu)偏向年輕化,35歲以下青年人比例高達75%以上。孟軍合說:“可以說,80后科研人員成為了光學(xué)鏡頭研制的主力軍?!?/P>
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