太空“人眼”助力嫦娥五号月表采样

仙仙

11月24日，嫦娥五号探测器随长征五号发射，开启月球探测新旅程。


西安光机所月球与深空探测技术研究室研制的全景相机为完成采样区月表形貌和月面国旗成像调查而设计。全景相机安装在相机指向机构上，由相距一定距离的两个相机组成。两台全景相机通过类似“人眼”的探测原理可以实现对目标的立体成像，依靠指向机构的左右旋转和上下俯仰，实现大视场和上下大范围的全景探测，再通过图像拼接及立体反演，可得到采样区的全景立体图像。


当采样机构工作时，全景相机还可以对采样过程进行拍照和摄像，从而获得采样过程图像信息，同时和其他载荷互相配合，共同完成采样区域现场就位探测的科学目标。




嫦娥五号全景相机在继承嫦娥四号成熟技术的基础上，针对月面高温进行了适应性设计，其工作温度上限提高了10℃。全景相机转台在整个飞行过程中要经历约±100℃的温度变化，且保证一定的指向精度。全景相机转台和国旗展示系统的火工品同样要经历±100℃的温度变化，还得能够在月面100℃以上的高温下起爆可靠。为此，研制团队进行了攻关和试验，保证了相关载荷的可靠性和安全性。


西安光机所空间光学技术研究室承担研制嫦娥五号远摄相机和表取采样装置图像处理单元任务，是采样与封装分系统的重要组成部分。


远摄相机安装在着陆器月球表面采样机械臂上，表取采样装置图像处理单元安装在着陆器采样封装分系统内部，这两部分相互配合，对月球表面采样机械臂子系统着陆器外执行部分的工作区域、月样倾斜过程、初级封装容器填充等进行监视；通过视觉测量为表采机械臂子系统控制采样器向初级封装容器内准确倾斜月样、采样器准确夹持初级封装容器、采样器将初级封装容器准确放入密封封装装置提供精确的位置和姿态信息。研制团队进行了关键技术攻关和多次试验，突破了相机轻小型化、月表特殊空间环境适应性、高精度空间视觉测量等多项关键技术。（记者田进）