12月14日,“嫦娥三號(hào)”在月球虹灣區(qū)成功實(shí)現(xiàn)軟著陸。安光所在此次登月任務(wù)中承擔(dān)“7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)羽流對(duì)CE-3激光敏感器影響分析”課題任務(wù),研究論證了變推力發(fā)動(dòng)機(jī)羽流場(chǎng)對(duì)著陸探測(cè)器的激光測(cè)距和激光三維成像的影響與校正,在“嫦娥三號(hào)”安全軟著陸地點(diǎn)的選擇和月表激光成像的過(guò)程中發(fā)揮了重要技術(shù)支撐作用。
“嫦娥三號(hào)”的軟著陸落月過(guò)程是從15公里高度開(kāi)始,在11分鐘的落月過(guò)程中,“嫦娥三號(hào)”依靠自主控制,通過(guò)一臺(tái)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)在嫦娥三號(hào)落月運(yùn)動(dòng)的反方向作用從而實(shí)現(xiàn)減速,歷經(jīng)了主減速段、快速調(diào)整段、接近段、懸停段、避障段、緩速段等6個(gè)階段。
在距離月面100米高度時(shí),探測(cè)器暫時(shí)停下腳步,利用發(fā)動(dòng)機(jī)的反推力作用懸停,使用激光測(cè)距敏感器和三維成像敏感器獲取月面區(qū)域的激光三維圖像,以躲避障礙物為安全軟著陸選擇合適地點(diǎn),實(shí)時(shí)返回著陸器離開(kāi)月面的距離。但由于發(fā)動(dòng)機(jī)向月球表面噴射的羽流場(chǎng)具有一定的折射率和折射率梯度場(chǎng)分布,使得歷經(jīng)其中的激光敏感器的主激光產(chǎn)生偏折和光程差,影響了測(cè)距和成像精度,增加了嫦娥三號(hào)安全著陸的不確定性。
安光所大氣光學(xué)研究中心一直從事激光在隨機(jī)介質(zhì)中傳播規(guī)律的理論和實(shí)驗(yàn)研究,自2009年承擔(dān)7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)羽流對(duì)激光敏感器影響的研究工作以來(lái),通過(guò)理論分析、數(shù)值仿真和地面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,細(xì)致分析論證了1500-7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)羽流場(chǎng)對(duì)“嫦娥三號(hào)”激光敏感器的測(cè)距和三維成像精度的影響,為激光敏感器的測(cè)距和成像校正及“嫦娥三號(hào)”安全著陸點(diǎn)的選擇提供了技術(shù)保障。
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