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嫦娥三号100米到落月光纤激光器功不可没

2019/08/15 来源:包头信息港

导读

201 年12月14日晚,举世瞩目的嫦娥三号探测器成功登月。嫦娥三号着陆器在着陆过程中,利用敏感器实时获取着陆过程中探测器与月面的精确距离,

  201 年12月14日晚,举世瞩目的嫦娥三号探测器成功登月。嫦娥三号着陆器在着陆过程中,利用敏感器实时获取着陆过程中探测器与月面的精确距离,在100 m的悬停过程中,利用扫描成像敏感器获取月面的高精度三维信息,为探测器提供安全的着陆点信息。中国科学院上海光学精密机械研究所为这两个激光敏感器提供了高可靠的、核心的小型全固态和。这是上海光机所继嫦娥一号、二号以来,再次为我国探月工程做出贡献。

  上海光机所研制的嫦娥三号激光测距敏感器激光器比嫦娥一号、二号的全固态激光器更加小型化和轻量化,并提供两个方向的,同时提供远距离和近距离的测距能力,激光测距敏感器在整个落月过程中实时提供嫦娥三号与月球表面的距离数据。上海光机所研制的激光三维成像敏感器激光器是目前国际上首台面向空间应用的高重频、ns短脉冲的光纤激光器。利用激光三维成像敏感器获取了月球表面着落区域的高精度激光三维成像,为嫦娥三号安全着陆选择了合适的着陆地点。

  激光器是空间激光应用系统中核心的单机,也是确保航天激光应用成功的关键。嫦娥三号激光器的成功应用,标志着我所在空间激光器上面又上了一个台阶,也为不断探索新型空间激光器提供了强有力的技术保障和研制经验。

  激光三维成像敏感器

  上海光机所是我国早开展空间激光器的研制单位,近十年已经发射六台不同航天型号的空间全固态激光器,积累了良好的航天激光工程经验,培养了一支以年轻人为主的空间激光工程研制和管理队伍。

  嫦娥落月如何 认路 ?

  与此前的嫦娥一号、二号不同的是,嫦娥三号探测器将择日实现首次落月,这也是我国航天器首次地外天体软着陆。 落 月也许只有短短的十多分钟,但却耗费研制团队惊心动魄的十年时间。从探测器诞生地 中国航天科技集团五院了解到,落月主要依靠着陆器自主控制,GNC分系统将发挥至关重要作用。

  据了解, 落 月指的是着陆探测器自距离月面15km高度的近月点开始,至降落到月面为止的全过程,这段过程需要制导、导航与控制(GNC分系统)三方面的完美结合,是区别于探月一期和以往卫星任务的根本。

  由于月球周围几乎没有大气,因此在落月过程中不能依靠降落伞,只能依靠发动机反推,以达到制动减速的目的。专家指出,由于地月距离远,测控延迟大,地面难以直接干预落月过程,只能依靠着陆器自主执行,这还是有相当的难度。

  落月过程需要GNC创造性地依次解决三大难题:认路 选路 辨路。具体说来, 认路 就是给着陆器自身定位,即依靠着陆器自身携带的设备来确定其相对于月面的位置姿态; 选路 就是要事先规划好路径免走冤枉路,也就是说设计一条着陆轨迹,在满足姿态、光照等约束条件下尽量减少燃料的消耗; 辨路 就是要分辨并躲避路上的坑洼之处,与国外落月过程相比,即在没有宇航员的情况下自主分辨月面障碍并主动避开障碍,保证着陆器安全降落。

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