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巡视器与着陆器实现互拍 见证嫦娥四号任务成功

時間:2019-01-11  來源:文本大小:【 |  | 】  【打印

  2018128223分,嫦娥四號探測器從西昌衛星發射中心成功發射,開啓了月球探測的新旅程,這是中國航天探月工程“繞”“落”“回”三部曲中第二步的重要一環。 

  截至目前,嫦娥一號衛星圓滿完成一期“繞月”使命;二期包含嫦娥二號、三號、四號三次任務。嫦娥二號作爲先導星,已成功爲嫦娥三號驗證了部分關鍵技術並對預選落月區域進行了重點探測;2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,嫦娥三号着陆器成为了在月球表面工作時间最长的人造航天器。 

  2014年嫦娥三号任务圆满完成后,国防科工局牵头组织开展了嫦娥四号任务实施方案调整的论证工作。综合考虑国际前沿、科学价值、经济和技术可行性等因素,最终确定了月球背面软着陆和巡视探测的总体方案。月球背面具有独特的电磁场环境和地质特征,特别适合开展低频射电探测等空间天文学研究和月球物质成分探测等科学研究。同時,月球背面着陆探测尚属国际空白,有利于增进人类对宇宙未知奥秘的认知。 

  嫦娥四號任務于20161月正式啓動,包括中繼星和探測器兩次任務。“鵲橋”中繼星于2018521日在西昌衛星發射中心由長征四號丙遙二十七運載火箭成功發射,進入環地月拉格朗日L2點使命軌道。 

  2019131026分,嫦娥四號探測器經曆地月轉移、近月制動、環月飛行,實現了人類首次月球背面軟著陸,開展月球背面就位探測及巡視探測,並通過已在使命軌道運行的“鵲橋”中繼星,實現月球背面與地球之間的中繼通信。 

  2019111日下午嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器工作正常,在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍,地面接收圖像清晰完好,中外科學載荷工作正常,探測數據有效下傳,搭載科學實驗項目順利開展,達到工程既定目標,標志著嫦娥四號任務圓滿成功。經過地面數據接收與處理,16時47分,北京航天飞行控制中心大屏幕上呈现出着陆器和巡视器的互拍影像图。图像清晰显示了着陆器和巡视器周围的月背地形地貌,两器上的五星红旗分外醒目。彩票九宫图(以下简称:西安光机所)研制的全景相机让全世界人们看到了鲜艳的五星红旗随中国制造的探测器在月球背面闪耀。 

  作爲嫦娥三號的“姊妹星”,嫦娥四號全景相機肩負拍攝著陸器彩色照片的重任。兩台完全一致的相機安裝在巡視器桅杆上,宛如人之雙目,通過類似人眼“雙目立體視覺”原理,實現對巡視區月面的立體成像;依靠桅杆的左右旋轉和上下俯仰,實現大視場和上下大範圍的全景成像,再通過圖像拼接及立體反演,得到月面巡視區的全景三維立體圖像。以實現巡視區月表的三維光學成像、地形地貌研究、撞擊坑調查與研究、月球地質構造解析和綜合研究的科學目標。 

  嫦娥四号全景相机具有黑白和彩色两种成像模式,可实现从巡视器脚下到月球边际无穷远的清晰成像,并且在近距离观测時可实现毫米量级的空间分辨率。全景相机拍摄的图像也将对巡视器上其他载荷的探测起到指导作用。 

  西安光機所針對國家探月工程及深空探測的科學布局,以長期參與我國探月工程的骨幹力量爲班底成立了月球與深空探測技術研究室。自探月工程一期以來,該團隊先後承擔了嫦娥一號CCD立體相機和幹涉成像光譜儀、嫦娥二號CCD立體相機、嫦娥三號全景相機和月基光學望遠鏡、嫦娥四號全景相機等有效載荷的研制,圓滿完成各項工程任務和科學目標。 

  嫦娥一號CCD立體相機爲我國獲取了首幅地面分辨率爲120m的全月立体图,图像清晰、层次丰富,为当時国际上最完整的全月面图像;嫦娥一號干涉成像光谱仪获得了84%月表面積的清晰多光譜圖像,科學家們用該原始數據,成功反演了月表主要礦物分布和鋁、鎂、钛等元素的含量。嫦娥二號CCD立體相機爲我國獲取了首幅分辨率優于7m的全月圖及月面虹灣地區1.3m分辨率图像,为嫦娥三号落月探测勘察了“落脚点”;搭载于“玉兔号”巡视器上的嫦娥三号全景相机实现了我国首次月表实地高分辨率立体成像,获得了大量科学数据用于月表地形地貌研究,同時获得了着陆器清晰鲜艳的彩色照片,为标志嫦娥三号任务圆满成功的两器互拍提供了保证;月基光学望远镜实现了人类首次月基天文观测,从月面着陆到现在,望远镜一直工作正常,共发回数万张从月面获得的星图,是嫦娥三号获得有效数据最多的载荷,也是唯一还在工作的载荷。 

   西安光機所作爲我國深空探測領域經驗豐富、技術精湛的主力軍,目前正在承研探月工程後續任務、首次火星探測工程任務。西安光機所將緊密圍繞國家空間科學工程需求,積極參與國家月球探測後期工程、小行星探測、木星探測等深空探測領域工程任務規劃,助力我國在深空探測領域不斷邁出新步伐。 (月球与深空探测研究室  质量计划处  综合处供稿 ) 

 

  巡視器拍攝著陸器攜帶五星紅旗的清晰全景照片 

  嫦娥四號全景相機正樣産品照片