6月11日,國家航天局在京舉行天問一號探測器着陸火星首批科學影像圖揭幕儀式,公布了由「祝融號」火星車拍攝的着陸點全景、火星地形地貌、「中國印跡」和「著巡合影」等影像圖。首批科學影像圖的發布,標誌着我國首次火星探測任務取得圓滿成功。
這組照片中的「著巡合影」引發網友好奇,它是怎樣誕生的?航天科技集團五院508所工程師、天問一號火星探測任務508所相機副主任設計師張保貴接受讀特客戶端記者獨家專訪,詳解火星相機滿滿的科技含量。
自帶WiFi 還「下金蛋」
「它是由我們WiFi分離探頭拍攝的,我們一般親切地稱之為WiFi相機。」張保貴自豪地說。自帶WiFi上火星,聽上去是不是很酷?這台WiFi相機,配備有WiFi組件,包括天線,具備WiFi通訊能力。着陸平台上有WiFi接收設備,負責接收WiFi圖像數據。成像模式的指令也通過WiFi發送。這在國際上是首次將WiFi用於艙外監視相機上,實現了應用領域的創新。
「它就裝在『祝融號』火星車『肚子』下方,等火星車行駛到火星表面以後,車開到一定位置,先發送指令讓相機開機,通過分離解鎖機構把相機釋放下來,直接落到火星表面上。」張保貴幽默地比喻說:「分離解鎖動作類似於『下蛋』,火星車車身包裹著金色熱控膜,WiFi相機裏邊兒也鍍著金膜,我們做試驗時就笑稱這個環節是『下金蛋』。」
「下」完「金蛋」之後,按計劃這台相機將開機成像。它將以「攝影師」視角,監視火星車在火星表面行駛的部分過程,為其拍下全身照,紀錄下「祝融號」與着陸平台「親密合影」的深情一刻。
「慧眼」相助 紀錄關鍵不間斷
張保貴介紹說,這次天問一號上搭載了508所研製的落火狀態監視相機、開傘過程監視相機等產品,它們對火星探測器落火、巡視中的關鍵環節、關鍵動作做出忠實紀錄。
作為另一個必不可少的火星相機,落火狀態監視相機充當着火星探測器的另一雙「眼睛」,它在落火後第一時間開工,抓拍到「祝融號」火星車太陽能帆板、天線等機構展開正常正位,車體抬升,建立最好的初始狀態,像極了精神抖擻準備開工的「打工人」。
更小,更輕,更抗壓
「另外2台開傘監視相機,裝在橢圓形背罩頂部,就在傘艙的法蘭左右兩側各裝了一個。」張保貴介紹說,這2台相機都是可視化遙測相機,主要用來監視在落火的「恐怖九分鐘」里降落傘的開傘動作及擺動情況,並實時監測着陸火星的狀況。其監測的數據將給降落傘後續的設計提供疊代數據,為後期型號設計提供參考。
這兩台相機每個尺寸為50×50×40mm,只有手機一半大小,它們面對的困難主要是減震,「降落傘工作前火工品工作,衝擊振動環境非常惡劣。為此,我們專門研製出專用減震墊。」張保貴指出,負載越輕越不好減震,這個減震墊的創新之處就在於輕載荷下的減震設計,為此團隊反覆做試驗,做防震計算,使相機最終可承受相當於地球地心吸力6200倍的衝擊。
「雖然相機是個小設備,但包含光機電熱四大專業,可以說是麻雀雖小五臟俱全。這在此次火星相機上體現的尤其明顯,絕對算得上是一個小型的複雜單機。」張保貴說,火星上未知的環境對相機的研發提出了更高的要求。
張保貴所在火星相機團隊以「80後」「90」後為主,但他們已經參加了從嫦嫦娥二號至嫦娥五號等多項重大任務,可謂久經沙場。特別是在嫦娥五號任務中,508所相機團隊承擔了8台(套)載荷和1台相機控制器的研製工作。全程見證、紀錄嫦娥五號從降落到鑽取採樣、表取採樣以及返回器再次起飛的過程。
深空探測,逐夢九天。未來,他們還將向着宇宙深處繼續進發。
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