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揭秘!天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器傳回的地月合影是怎么拍出來(lái)的

上圖為2020年7月27日,天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在飛離地球約120萬(wàn)公里處,利用光學(xué)導(dǎo)航敏感器拍攝的黑白地月合影。圖片中,大的新月?tīng)钋蝮w為地球,小的新月?tīng)钋蝮w為月球。中國(guó)國(guó)家航天局供圖

7月27日,中國(guó)航天科技集團(tuán)研制的天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器上的光學(xué)導(dǎo)航敏感器在離地球120萬(wàn)公里處拍攝,同時(shí)向地月家園說(shuō)再見(jiàn)。天問(wèn)一號(hào)利用光學(xué)導(dǎo)航敏感器對(duì)地球、月球成像,獲取了清晰地月合影。在這幅黑白合影圖像中,地球與月球一大一小,均呈新月?tīng)?,在茫茫宇宙中相互陪伴?/p>

探測(cè)器在太空中,就像輪船航行在茫茫大海上,不同的是飛離地球后沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)指引。與傳統(tǒng)的無(wú)線電導(dǎo)航不同,光學(xué)自主導(dǎo)航可以通過(guò)圖像目標(biāo)識(shí)別和特征提取,完成位置、速度等導(dǎo)航信息的獲取。這也是支撐我國(guó)未來(lái)進(jìn)一步走向宇宙更遠(yuǎn)空間的重要技術(shù)之一。

在基于地面無(wú)線電導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)精確定位的基礎(chǔ)上,中國(guó)航天科技集團(tuán)八院研制團(tuán)隊(duì)給探測(cè)器配備了光學(xué)導(dǎo)航敏感器,并對(duì)深空探測(cè)相關(guān)光學(xué)導(dǎo)航方法進(jìn)行工程驗(yàn)證。這個(gè)光學(xué)導(dǎo)航敏感器安裝在探測(cè)器上,可以在飛近火星的過(guò)程中通過(guò)對(duì)火星成像,利用火星圖像計(jì)算火星的形心位置和視半徑大小,結(jié)合估計(jì)算法獲取探測(cè)器相對(duì)于火星的實(shí)時(shí)位置和速度信息。此次地月成像即由光學(xué)導(dǎo)航敏感器自主曝光拍攝完成。

“光學(xué)導(dǎo)航敏感器就好比探測(cè)器的‘眼睛’。”八院控制所光學(xué)導(dǎo)航專家打了個(gè)比方,“有了這雙明亮的‘眼睛’,探測(cè)器也就有了自主能力,可以自己看著飛向目的地。”

探測(cè)器在飛近火星的過(guò)程,八院研制團(tuán)隊(duì)將裝有長(zhǎng)焦鏡頭的導(dǎo)航敏感器當(dāng)作一只“千里眼”,最遠(yuǎn)可以在1000萬(wàn)公里的距離識(shí)別火星,還能自主適應(yīng)火星從點(diǎn)目標(biāo)到面目標(biāo)、從弱目標(biāo)到強(qiáng)目標(biāo)的火星圖像提取,從而實(shí)現(xiàn)即使沒(méi)有外部導(dǎo)航信息,也能夠在深空飛行中自主找到前進(jìn)的道路。有了明亮的“眼睛”,“天問(wèn)一號(hào)”就可以看著火星再踩下“剎車”。這種光學(xué)自主導(dǎo)航技術(shù)也將為我國(guó)后續(xù)深空探測(cè)任務(wù)的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

余建斌

責(zé)任編輯:趙睿

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