“激光測距敏感器在著陸前30分鐘開機工作,激光三維成像敏感器的測量范圍是50至120米,大約從距月面100米處開始工作,為嫦娥三號提供著陸區(qū)三維地形信息,調整著陸器姿態(tài),幫助它避障。兩個核心儀器圓滿完成了測距和避障任務。”12月16日,執(zhí)行完嫦娥三號著陸器軟著陸任務,中科院上海技術物理所研究員舒嶸回到研究所,在和記者交談的話語中依然帶著成功的興奮。
嫦娥三號預選著陸區(qū)虹灣相對平坦,但月球表面仍然存在坡度、石塊等不確定地質條件。中科院上海技術物理所研究員王建宇表示,嫦娥三號攜帶的激光測距敏感器、激光三維成像敏感器等就相當于“嫦娥”的“眼睛”。就是讓嫦娥三號能夠避開障礙、找到一個10米見方的安全著陸區(qū)。它們對月球表面快速掃描,并繪制出立體影像。
參加試驗任務的黃庚華和徐衛(wèi)明博士說,最后的數據顯示,在98米的高度時,激光三維成像敏感器開始工作。
“雖然我們拿不到圖像,但它算完一個避障結果,將這個值返回到地面,就說明它找到合適的著陸地點了。”舒嶸介紹說,這個時間非??欤@得信息一共只有0.25秒,處理時間也就是在幾秒鐘之內。
激光測距敏感器繼承了嫦娥一號激光高度計的技術,并在此基礎上有所改進。一是精度從原來的5米提升到0.2米;二是大幅“瘦身”,重量只有15.7公斤。這是因為嫦娥三號既要著陸又載有巡視器,對整機重量的要求比較苛刻。
據悉,中科院上海光學精密機械研究所為這兩個激光敏感器提供了非常重要的光源——高可靠的、核心的小型全固態(tài)激光器和光纖激光器。
上海光機所激光器主任設計師侯霞研究員認為:“激光器是空間激光應用系統中最核心的單機,也是確保航天激光應用成功的關鍵。”這個光源重復頻率高、脈寬窄,抗震動能力強,并提供兩個方向的激光束,同時提供遠、近測距能力,激光測距敏感器在整個落月過程中實時提供嫦娥三號與月球表面的距離數據。王建宇表示:“嫦娥三號著陸時,要使用7500牛的發(fā)動機反推,會產生較大震動,必須對這一點有所規(guī)避。”
侯霞表示,上海光機所研制的光纖激光器在國際上都屬于領先水平,是目前國際上首臺進入太空的高重頻、ns短脈沖的光纖激光器。
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