這些載荷為“挖土”提供了重要信息
12月2日22時(shí)，經(jīng)過(guò)約19小時(shí)月面工作，探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器順利完成月球表面自動(dòng)采樣，并已按預(yù)定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。在這背后，中科院上海技物所研制的月球礦物光譜分析儀，以及激光測(cè)距測(cè)速敏感器和激光三維成像敏感器表現(xiàn)出色。
“兩臺(tái)激光敏感器相當(dāng)于汽車的避障雷達(dá)，是嫦娥五號(hào)的‘開路先鋒’，月球礦物光譜分析儀則是汽車上的乘客，不僅獲得了采樣區(qū)的光譜圖像和紅外信息，還采集到了月面原生態(tài)環(huán)境下的光譜數(shù)據(jù)�！鄙虾＜嘉锼彼L(zhǎng)、月球與深空探測(cè)系列載荷指揮舒嶸說(shuō)。
“嫦娥五號(hào)開始執(zhí)行任務(wù)的那一刻起，我們就得到了著陸器跟月球之間的距離信息�！笔鎺V介紹，距離信息是一個(gè)核心參數(shù)，這對(duì)于嫦娥五號(hào)的自主控制來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的。上海技物所的兩臺(tái)激光敏感器，實(shí)現(xiàn)了從遠(yuǎn)距離測(cè)量到20公里的降落距離測(cè)量，再到2.4公里的速度測(cè)量，最后到100米的避障懸停，實(shí)現(xiàn)了漂亮連貫的接力動(dòng)作。
據(jù)介紹，在嫦娥三號(hào)和嫦娥四號(hào)時(shí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了激光測(cè)距和激光三維成像，但嫦娥五號(hào)需要攜帶更多載荷，因此對(duì)激光器重量的要求比較苛刻。“對(duì)有繼承性的儀器，我們主要做的是‘減重’和提高可靠性，與嫦娥三號(hào)和嫦娥四號(hào)同類產(chǎn)品相比，嫦娥五號(hào)的激光測(cè)距敏感器和三維成像敏感器減重30%，但卻新增了激光測(cè)速的功能�！辨隙鹞逄�(hào)激光測(cè)速敏感器/激光三維成像敏感器主任設(shè)計(jì)師、上海技物所研究員徐衛(wèi)明說(shuō)。
坑坑洼洼的月球表面有點(diǎn)像戈壁灘，嫦娥五號(hào)在降落過(guò)程中還需克服發(fā)動(dòng)機(jī)的微震動(dòng)，這些因素都會(huì)引起信號(hào)的衰減，給測(cè)速帶來(lái)了不小的難題。上海技物所研制的激光測(cè)距測(cè)速敏感器不僅“不辱使命”，還實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上第一次在地外行星軟著陸時(shí)，使用激光多普勒測(cè)速技術(shù)進(jìn)行三個(gè)正交方向的速度測(cè)量�！斑@一測(cè)速精度達(dá)到0.1米/秒，我們只用了6千克的重量資源就完成了三個(gè)方向的速度測(cè)量。也就是說(shuō)，著陸器的速度即使發(fā)生了0.1米/秒的變化，測(cè)速敏感器也能把它分辨出來(lái)。測(cè)速精度越高，落月也就更穩(wěn)�！�
據(jù)介紹，嫦娥五號(hào)在懸停避障階段，激光三維成像敏感器開機(jī)工作，成功獲取激光點(diǎn)云圖像，順利完成障礙物識(shí)別，快速平移6米后安全著陸。
12月2日5時(shí)06分，上海技物所研制的月球礦物光譜分析儀順利開機(jī)，對(duì)月球“挖土”區(qū)進(jìn)行了光譜成像和紅外光譜探測(cè)。
“嫦娥三號(hào)和嫦娥四號(hào)的月球車攜帶過(guò)紅外成像光譜儀，其紅外光譜探測(cè)范圍到2.4微米，而嫦娥五號(hào)的月球礦物光譜分析儀，光譜范圍拓展到了3.2微米，從而具備了探測(cè)水化合物的能力�！辨隙鹞逄�(hào)月球礦物光譜分析儀主任設(shè)計(jì)師、上海技物所研究員何志平說(shuō)，紅外成像光譜儀不具備自主選擇目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)的能力，只能依靠月球車去調(diào)整姿態(tài)，而月球礦物光譜分析儀通過(guò)集成一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)搖擺的光學(xué)反射鏡，如果看到感興趣的目標(biāo)，比如礦石，就可指向它，有針對(duì)性地進(jìn)行探測(cè)。
何志平介紹，月球礦物光譜分析儀獲得的科學(xué)數(shù)據(jù)還可以結(jié)合未來(lái)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于月面樣品的測(cè)試分析，對(duì)月球進(jìn)行深入研究�！坝捎陂L(zhǎng)期沒(méi)有人類活動(dòng)，嫦娥五號(hào)落月區(qū)的月面一直是原生態(tài)的，對(duì)采樣前后的光譜和圖像信息進(jìn)行比較，這有利于月球演化的科學(xué)研究。”
（黃海華）
