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【解密】为帮助「嫦娥四号」拍摄月背360度全景相片,理大设计开发了这个系统

时间:2019-10-03 来源:熊猫流量小王子
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香港理工大学成为首间参与「嫦四」探月任务的香港大专院校,为任务设计和开发的「相机指向系统」,并以创新的月球地形测绘和地貌分析技术研究探测器着陆点的地理特征。


理大研发的月球地形测绘和地貌分析技术及「相机指向系统」,获应用于今次的登月项目,分别由吴波(左)及容启亮(右)带领的团队所研发。 记者 何加祺 摄


【香港商报网讯】记者何加祺报道:中国登月探测器「嫦娥四号」早前成功登陆月球背面,并成功制作首张清晰的月背360度全景相片,达成了首次月球背面与地球通信。香港理工大学成为首间参与「嫦四」探月任务的香港大专院校,为任务设计和开发的「相机指向系统」,并以创新的月球地形测绘和地貌分析技术研究探测器着陆点的地理特征。理大副校长(科研发展)卫炳江指,理大未来亦继续参与国家航天任务,包括「嫦娥五号」月球任务及火星探索任务。


卫炳江:续参与国家航天任务


「嫦娥四号」月球探测器于1月3日成功着陆于位月球背面南极--艾特肯盆地内的卡门撞击坑,而理大亦成为首间参与「嫦四」探月任务的香港大专院校,为任务设计和开发的「相机指向系统」,并以创新的月球地形测绘和地貌分析技术研究探测器着陆点的地理特征。其中由理大土地测量及地理资讯学系副教授吴波带领的团队,自2016年3月起便为「嫦娥四号着陆区--地形及地貌特征及分析」进行研究。


吴波表示,团队获中国空间技术研究院(五院)资助,从不同的资料来源搜集了大量的月球遥感数据,为2个候选着陆区创建了高精确度和高解像度的地形模型,其中一个着陆区正是现时「嫦四」的登陆地点,即位处月球背面南极--艾特肯盆地内的卡门撞击坑。他指,为「嫦四」任务研究的2个着陆区面积分别约有1500平方公里,并详细分析其地形坡度、地形对太阳日照遮挡和对中继卫星通讯遮挡的情况、撞击坑分布、岩石多少程度,以及该区域的地质历史,这些分析有助团队就选取着陆点提出可靠而具实证基础的建议。


一个小石块足以阻碍任务


而团队在候选着陆区收集了超过40万个撞击坑及逾2万块岩石的资讯,并分析该处地形表面、计算斜坡的坡度,以选取相对平坦的地点供探测器安全着陆。他又说,团队必须仔细考虑着陆区的岩石数量及每一块的体积,因部分巨石直径可达35米,足以阻挡月球车的行走路线,而小石块则可能卡进车轮,影响月球车的活动。他续指,「嫦四」的登陆点位于月球背面,无法与地球透过无线电直接通讯,而且着陆区的地形表面也崎岖不平,高度差异可达16公里,故探测器登陆时须采取几乎垂直的下降方法,令这次任务变得非常具有挑战性。


另外,理大工业及系统工程学系讲座教授(精密工程)兼副系主任容启亮亦带领团队协助五院共同为「嫦四」开发了「相机指向系统」。该系统重2.8公斤、长85厘米、阔27厘米、深16厘米,安装在「嫦四」着陆器的顶端,能够垂直移动120度,并可以左右旋转350度,以及在月球引力下正常运作,主要协助拍摄月球图像,以及帮助控制中心指挥月球车的活动。


多部件合并减少接合点


容启亮指,「相机指向系统」的设计极为精密,所有电子部件、信号线和电线均安装在仪器外壳内,以抵受严苛的太空环境,确保设备在登陆月球后能即时正常运作。他又说,由于月球背面辐射量高,又暴露在温差极大的情况,故其外壳表面必须进行加工润饰和处理,以反射辐射和热量。为免出现腐蚀和生锈,其设计亦必须尽量减少组装部件和接合点,故在设计阶段中已将许多部件合并为单一部件,而在加工生产时亦要将不必要的材料从单一固体材料中移除。

编辑:蔚然