在本次嫦娥三號任務(wù)中,上海技物所共承擔(dān)了3項光學(xué)載荷儀器的研制任務(wù),分別是激光測距敏感器、激光三維成像敏感器和紅外成像光譜儀。其中,激光測距敏感器和激光三維成像敏感器已出色完成測距和精避障任務(wù),為嫦娥三號成功落月作出了重要貢獻。紅外成像光譜儀將于近日按計劃開啟,開始科學(xué)探測任務(wù)。

儀器工作示意圖
在14日晚的軟著陸過程中,激光測距敏感器在著陸器距離月面35公里高度時開機,距離數(shù)據(jù)和遙測參數(shù)正常,在正式進入15公里動力下降軌道前建立穩(wěn)定工作狀態(tài),持續(xù)為著陸器提供了精確、穩(wěn)定的軌道高度數(shù)據(jù),各測距方向的工作通道依次準(zhǔn)確自動切換,以0.2m的高程測量精度有力的保障了著陸器成功落月。
激光三維成像敏感器在著陸前5分鐘開機,最后數(shù)據(jù)顯示,在著陸器距離月面98米懸停階段敏感器開始工作。在3秒左右的時間內(nèi),激光三維成像敏感器成功實現(xiàn)著陸區(qū)三維地形掃描成像并完成數(shù)據(jù)信息處理,為嫦娥三號著陸器避開月面土坑和石塊,實現(xiàn)安全軟著陸作出了重要貢獻。

科研人員在北京飛控中心現(xiàn)場
激光測距敏感器繼承了嫦娥系列衛(wèi)星激光高度計的技術(shù)基礎(chǔ),激光光源、探測器、高壓電源等核心元部件均為國產(chǎn)自研,并進一步提高了系統(tǒng)的集成化、輕量化程度,整機重量由15.5kg下降至8.7kg,總功耗小于28W。采用了回波信號自動增益控制、多個測距通道復(fù)合交接班、百億分之一秒高分辨率時間間隔測量等關(guān)鍵技術(shù),探測距離超過50km,距離測量精度優(yōu)于0.2m
激光三維成像敏感器采用多元并掃高重頻快速成像技術(shù)實現(xiàn)在0.25s時間內(nèi)獲取30°×30°視場圖像,單幅圖像激光點云達到20萬點,測距精度優(yōu)于5cm。采用高速二維掃描機構(gòu)、光纖激光器和多通道激光雷達系統(tǒng)誤差標(biāo)定技術(shù)等新技術(shù),實現(xiàn)該體制激光雷達在航天上作為軟著陸載荷的首次成功應(yīng)用。
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