对话“嫦娥三号”光学镜头负责人:如何拍出真颜色

Hsiao Chen
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  12月15日23时45分,安装在“嫦娥三号”着陆器顶部的地形地貌相机成功地拍摄并回传了“玉兔”号月球车上清晰的五星红旗“真颜色”照片,这也是中国国旗第一次在地外天体上“留影”。

  地形地貌相机的核心组成部分——光学镜头,被人们形象地比喻为“嫦娥明眸”,是由中国航天科工集团驻津某研究所研制的。它与普通相机有什么区别?如何在月球上拍摄出清晰的“真颜色”的照片……

  记者第一时间对地形地貌相机光学镜头技术负责人孟军合进行了专访。

  比普通相机光学镜头轻40%

  “航天发射,要求有效载荷小型化。”孟军合介绍,“在设计之初上级部门给了我们一个数值,但在设计过程中我们发现了另一个数值效果会更好,就做了微调,性能比想象的更好了。最后装在地形地貌相机上的光学镜头,结构片片数比较少,重量较轻,比预算减轻了25%,比同规格普通相机的光学镜头轻了40%。”

嫦娥三号登陆月球

嫦娥三号登陆月球

  适应宇宙空间辐射和月表极冷极热的真空环境,是“嫦娥三号”必须面临的考验。如果措施不当,宇宙空间辐照会使地形地貌相机无法正常工作。研制团队在光学镜头上采用了相关技术,为相机穿上了“防辐射服”。同时,月球表面温度变化剧烈,镜头需要承受月球表面高低温变化的影响,镜头需要在-35℃~+65℃温度范围内的真空热环境下正常工作。为此,研制团队通过先进的设计方法,给它打了“免疫疫苗”,确保相机不会因为极冷或极热的环境而“罢工”。

  二十次拍摄形成月球表面照片

  在“玉兔号”月球车的一旁,有一双“眼睛”一眨也不眨地深情注视着它,并拍下它的运行状况和“广寒宫”外形的动态和静态照片。孟军合说,“在这次登月中,地形地貌相机承担着很重要的任务。”

  孟军合介绍,一是工程探测任务,主要是获取“玉兔”的彩色照片,展示巡视器的工作状态,提高嫦娥三号的工程显示度。二是科学探测任务,镜头将随相机做5次不同角度的俯仰,同时,对着陆区月面地行地貌进行360度拍摄,每18度拍摄一次,共拍摄20次,把这些照片连接后,就可比较全面地展示月球表面的地形地貌。

  镜头戴“头盔”拍出“真颜色”

  如何在月球上拍摄出“真颜色”的彩色照片,是摆在设计人员面前的一大难题。

  孟军合说,经过反复思考、计算和试验,研制团队攻克了技术难关,给镜头戴上了一个“头盔”——遮光罩,阻拦了外界杂散光。在此基础上,将“戴”在镜头前端的“有色眼镜”挪到了镜头里面,在消除颜色差异(偏红或偏蓝)的同时避免了鬼像(鬼像即非预期影像)的产生。

  为了避免月尘污染的影响,确保高质量清晰成像,设计人员采用先进技术,给光学镜头上安装了一个“屏蔽网”,将落在镜头表面的月尘影响屏蔽掉。

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