微小相机揭秘“嫦娥二号”的飞天之旅

　　中新网10月1日电 嫦娥二号绕月探测卫星10月1日在西昌卫星发射中心发射升空。卫星发动机在太空中点火与地面试验的情形是否一样？太阳翼帆板在太空真空及失重环境下展开与在地面上展开有什么不同？定向天线在奔月飞行中如何保持一直正对着地球？此次嫦娥二号卫星上配备的三台微小相机将揭开这些问题的谜底。

　　据了解，这三台小相机分别对卫星发动机、太阳翼和定向天线进行成像，并获取的清晰图像。另外，为了帮嫦娥三号卫星探路，对着陆器软着陆进行先期技术验证，嫦娥二号卫星还配置了一台降落相机。

　　由于“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份卫星，因此两颗星不仅在外形和质量上都没有太大区别，而且整个星的技术状态没有做过多改动，可508所微小相机组负责研制的这四台小相机却是辅助“嫦娥二号”走稳飞天路的全新装备。

　　卫星主发动机是卫星在太空中进行轨道调整的唯一动力，其作用相当于汽车引擎。卫星在奔月途中的轨道调整、接近月球时的减速、在轨运行时改变轨道高度等关键动作都需要靠主发动机点火来完成。如果发动机因出现故障而失去工作能力，那么卫星就会失去控制，寿命即告终结。对发动机工作状态的监视一般通过遥测数据进行判读，为了更好地了解发动机在太空中的实际工作状况，专门给主发动机配备了一台监视相机，拍摄发动机工作的视频图像，供设计师参考。

　　定向天线是针对月球探测的特殊需要设计的天线，用于将卫星自身的各种信息和探测数据传回地面接收站，是卫星与地球连接的纽带。与地球卫星天线固定安装不同，“嫦娥二号”定向天线要在月球围绕地球转、卫星围绕月球飞的三体运动环境下，始终保持对准地球。也就是说，在卫星绕月飞行过程中，定向天线要随着卫星位置的变化不断转动，以保持始终对准地球，否则地面站将无法接收卫星发出的信号。

　　通过嫦娥一号卫星成功探月的检验，证明这一天线机构可以达到使用要求，但其实际工作状态如何？有没有改进的余地？了解这些问题对航天技术的发展、及对后续其他星球探测器的设计非常有益。由于定向天线可以360度旋转，活动半径大，监视相机采用了超广角镜头，可以覆盖定向天线全部活动范围。

　　太阳翼帆板是卫星的能量来源，也是影响卫星工作寿命的另一个关键部件。卫星发射时太阳翼处于折叠状态，星箭分离后展开，在卫星飞行过程中还要不断调整方向，以跟踪太阳，使太阳翼获取足够的能量，供卫星完成成像等各项任务。太阳翼展开及在地、月、星三体运动中保持对日定向的过程比较复杂，较其他系统更容易出现故障，虽然在地面做过充分的试验验证，但仍不能保证在太空中100%可靠。而第三台监视相机可以拍摄太阳翼展开及工作过程，获取的图像资料供技术人员进行深入研究，对改进太阳翼设计、提高整星可靠性非常有益。

　　不仅如此，三台监视相机还可以在卫星姿态和轨道控制的配合下，拍摄地球和月球图像。为了捕捉到漂亮的太空图片，监视相机都采用了彩色图像传感器，并分别采用了超广角、中焦和长焦镜头。通过相机在不同位置、不同距离以不同视角拍摄地球和月球，使我们可以看到多幅风格各异的地球和月球风光照片。

　　实现月面软着陆是探月二期工程的主要目标之一，着陆器在降落过程中将根据图片自主避开不适于降落的地点，“临机决断”选择一块适宜降落的平坦表面。因此，降落相机的性能是影响着陆器软着陆能否成功的一个关键因素。降落相机可根据需要选择清晰拍摄或快速拍摄工作模式对月面拍摄。由于月面目标均为灰色，此相机为黑白相机。嫦娥二号卫星在飞行中将把轨道高度降低到15公里的高度，对这样一台全新设计的降落相机的性能进行实战考验，为将来嫦娥三号的探月征程打好前战。

　　虽然这四台相机都只有手掌大小，每台重量仅三、四百克，看起来与我们平常用的数码相机相差无几，但集成了光、机、电、热等多项先进技术和自动拍摄、实时图像压缩等智能化功能，能应付恶劣的太空辐射、温度环境，能承受发射时的强烈冲击和振动。为了节约系统资源，减少对数传的压力，微小相机采用了先进的数据压缩算法，在高压缩比的同时还能保证图像的高质量。根据任务目标的不同，四台微小相机均进行了针对性的设计，各有所长，具备“动静相宜”的拍摄能力，并做到了长寿命、高可靠，是真正超便携的航天相机。 (杨艳 胡永富）