作者:杨晨 来源:中国科学报 发布时间:2023/4/27 16:38:32
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这款相机拍摄了中国首次火星探测火星全球影像图

 

近日,在2023年“中国航天日”主场活动启动仪式上,国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。4月27日,记者从中国科学院光电技术研究所(以下简称光电所)获悉,该影像图是由光电所研制的天问一号任务环绕器中分辨率相机拍摄完成。

中分辨率相机于2021年11月至2022年7月历时8个月,实施了284轨次遥感成像,对火星表面实现了全球覆盖。地面应用系统对获取的14757幅影像数据进行处理后得到火星全球彩色影像图。彩色影像图包含火星东西半球正射投影图、墨卡托投影加方位投影图、鲁宾逊投影图,空间分辨率为76米,为开展火星探测工程和火星科学研究提供质量更好的基底图。

此前,中分辨率相机在2021年3月4日拍摄了火星首张彩色图像——北极云层图像;在2021年3月16日拍摄了火星南半球侧身图像;在2021年3月18日拍摄了火星北半球侧身图像;火星南北半球侧身图像中,火星呈“月牙”状,表面纹理清晰。

火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星,一直是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。我国首次火星探测任务通过一次发射任务实现火星环绕、着陆和巡视,对火星开展全球性、综合性的环绕探测,在火星表面开展区域巡视探测。中分辨率相机是搭载在环绕器上的关键科学载荷,其主要科学探测任务是对火星表面进行彩色成像,绘制火星全球彩色遥感影像图。

光电所从2016年开始承担中分辨率相机研制任务,经历了结构产品、结构热控产品、电性产品、鉴定产品和正样产品等研制历程。

为了保证对火星全貌“看得见”“看得清”“看得真”,中分辨率相机必须适应火星的特殊空间辐射、极冷极热温度环境和光照环境。光学系统是相机的核心部件,如果设计不当,火星空间辐照会导致光学组件透过率严重下降,进而致使中分辨率相机无法正常工作。

为此,光学系统采用了辐照环境适应性设计技术,光学材料全部选用抗辐照材料,确保了中分辨率相机的“看得见”。同时,环绕器舱内外温度变化剧烈,光学镜头需要承受-180℃到+80℃的极限温度冲击,光学组件还需要在变化的温度范围内的真空热环境下正常工作。通过先进的设计方法,让光学镜头适应了特殊温度环境,保证了良好的成像质量,确保了中分辨率相机的“看得清”。

此外,如何拍摄出火星“真颜色”的彩色照片,是摆在设计人员面前的一大难题。经过反复分析、仿真和试验验证,最终确定了光学组件探测波段范围,确保了中分辨率相机的“看得真”。

 
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