微小相機揭秘“嫦娥二號”的飛天之旅

　　中新網10月1日電 嫦娥二號繞月探測衛星10月1日在西昌衛星發射中心發射升空。衛星發動機在太空中點火與地面試驗的情形是否一樣？太陽翼帆板在太空真空及失重環境下展開與在地面上展開有什么不同？定向天線在奔月飛行中如何保持一直正對著地球？此次嫦娥二號衛星上配備的三臺微小相機將揭開這些問題的謎底。

　　據了解，這三臺小相機分別對衛星發動機、太陽翼和定向天線進行成像，并獲取的清晰圖像。另外，為了幫嫦娥三號衛星探路，對著陸器軟著陸進行先期技術驗證，嫦娥二號衛星還配置了一臺降落相機。

　　由于“嫦娥二號”原本是“嫦娥一號”的備份衛星，因此兩顆星不僅在外形和質量上都沒有太大區別，而且整個星的技術狀態沒有做過多改動，可508所微小相機組負責研制的這四臺小相機卻是輔助“嫦娥二號”走穩飛天路的全新裝備。

　　衛星主發動機是衛星在太空中進行軌道調整的唯一動力，其作用相當于汽車引擎。衛星在奔月途中的軌道調整、接近月球時的減速、在軌運行時改變軌道高度等關鍵動作都需要靠主發動機點火來完成。如果發動機因出現故障而失去工作能力，那么衛星就會失去控制，壽命即告終結。對發動機工作狀態的監視一般通過遙測數據進行判讀，為了更好地了解發動機在太空中的實際工作狀況，專門給主發動機配備了一臺監視相機，拍攝發動機工作的視頻圖像，供設計師參考。

　　定向天線是針對月球探測的特殊需要設計的天線，用于將衛星自身的各種信息和探測數據傳回地面接收站，是衛星與地球連接的紐帶。與地球衛星天線固定安裝不同，“嫦娥二號”定向天線要在月球圍繞地球轉、衛星圍繞月球飛的三體運動環境下，始終保持對準地球。也就是說，在衛星繞月飛行過程中，定向天線要隨著衛星位置的變化不斷轉動，以保持始終對準地球，否則地面站將無法接收衛星發出的信號。

　　通過嫦娥一號衛星成功探月的檢驗，證明這一天線機構可以達到使用要求，但其實際工作狀態如何？有沒有改進的余地？了解這些問題對航天技術的發展、及對后續其他星球探測器的設計非常有益。由于定向天線可以360度旋轉，活動半徑大，監視相機采用了超廣角鏡頭，可以覆蓋定向天線全部活動范圍。

　　太陽翼帆板是衛星的能量來源，也是影響衛星工作壽命的另一個關鍵部件。衛星發射時太陽翼處于折疊狀態，星箭分離后展開，在衛星飛行過程中還要不斷調整方向，以跟蹤太陽，使太陽翼獲取足夠的能量，供衛星完成成像等各項任務。太陽翼展開及在地、月、星三體運動中保持對日定向的過程比較復雜，較其他系統更容易出現故障，雖然在地面做過充分的試驗驗證，但仍不能保證在太空中100%可靠。而第三臺監視相機可以拍攝太陽翼展開及工作過程，獲取的圖像資料供技術人員進行深入研究，對改進太陽翼設計、提高整星可靠性非常有益。

　　不僅如此，三臺監視相機還可以在衛星姿態和軌道控制的配合下，拍攝地球和月球圖像。為了捕捉到漂亮的太空圖片，監視相機都采用了彩色圖像傳感器，并分別采用了超廣角、中焦和長焦鏡頭。通過相機在不同位置、不同距離以不同視角拍攝地球和月球，使我們可以看到多幅風格各異的地球和月球風光照片。

　　實現月面軟著陸是探月二期工程的主要目標之一，著陸器在降落過程中將根據圖片自主避開不適于降落的地點，“臨機決斷”選擇一塊適宜降落的平坦表面。因此，降落相機的性能是影響著陸器軟著陸能否成功的一個關鍵因素。降落相機可根據需要選擇清晰拍攝或快速拍攝工作模式對月面拍攝。由于月面目標均為灰色，此相機為黑白相機。嫦娥二號衛星在飛行中將把軌道高度降低到15公里的高度，對這樣一臺全新設計的降落相機的性能進行實戰考驗，為將來嫦娥三號的探月征程打好前戰。

　　雖然這四臺相機都只有手掌大小，每臺重量僅三、四百克，看起來與我們平常用的數碼相機相差無幾，但集成了光、機、電、熱等多項先進技術和自動拍攝、實時圖像壓縮等智能化功能，能應付惡劣的太空輻射、溫度環境，能承受發射時的強烈沖擊和振動。為了節約系統資源，減少對數傳的壓力，微小相機采用了先進的數據壓縮算法，在高壓縮比的同時還能保證圖像的高質量。根據任務目標的不同，四臺微小相機均進行了針對性的設計，各有所長，具備“動靜相宜”的拍攝能力，并做到了長壽命、高可靠，是真正超便攜的航天相機。 (楊艷 胡永富）