重約390克,可承受地心引力6200倍的沖擊,耐得住太空“長途旅程”中150攝氏度的極端溫差,還具有水平視野范圍達120度、對角視線視野范圍達170度的超廣角低畸變鏡頭……具有這些超高性能的,正是被稱為“火星相機”的“落火狀態(tài)監(jiān)視相機”。
率領(lǐng)團隊為中國“天問一號”火星探測任務(wù)研發(fā)“火星相機”的香港理工大學(xué)工業(yè)及系統(tǒng)工程學(xué)系講座教授兼副系主任容啟亮,日前接受中新社記者專訪。中新社記者/李志華 攝
率領(lǐng)團隊為中國“天問一號”火星探測任務(wù)研發(fā)“火星相機”的香港理工大學(xué)工業(yè)及系統(tǒng)工程學(xué)系講座教授兼副系主任容啟亮,日前在接受中新社記者專訪時分享,該相機的研發(fā)過程面臨不少挑戰(zhàn)——相機自身重量的控制、具有廣角視野的低變形鏡頭、零件的散熱等等,每一個環(huán)節(jié)、每一個細節(jié),都不得有失。
“直到‘天問一號’成功落火,才感到如釋重負?!比輪⒘琳f。
“火星相機”搭載于著陸器的平臺前端,主要用于監(jiān)視著陸情況、火星的周遭環(huán)境,以及降落火星后“祝融號”火星車的操作狀態(tài),包括太陽翼的打開和天線的狀況等。這些信息對掌握火星車能否在火星表面成功巡視至關(guān)重要。
“制作這個相機其實要考慮很多因素,要弄清楚從發(fā)射到著陸,相機都要經(jīng)歷怎樣的過程,包括輻射及溫度的轉(zhuǎn)變等。之后到了火星,著陸又是怎樣的情況,著陸之后的環(huán)境、開始工作的環(huán)境都是怎樣的?!泵鎸τ浾哌@樣的“外行”,容啟亮耐心講解著。
圖為“火星相機”樣機。中新社記者/李志華 攝
為了方便理解,他特意帶記者來到實驗室,以1:1的相機模型進行展示。
容啟亮指著相機的鏡頭說,別看它只是一個小小的鏡頭,因為要很寬闊的角度,但又要求變形很低,鏡頭前面采用了具有彎度的鏡片,里面共有9組玻璃。因此,僅鏡頭本身,重量已達上百克。
然而,輕身是相機必須達到的任務(wù)指標。這意味著,幾百個電子零件、高強度的外殼等其它部件,必須盡量“減重”——約390克,這是容啟亮與團隊交出的答卷。
與普通相機不同,“火星相機”采用了特別的凹凸面設(shè)計。容啟亮介紹,“凹凹凸凸”能夠增加面板強度,并可讓面板更好地貼著每一個重要零件,起到更好的保護效果。同時有利于將零件熱量均勻地帶到外殼,當相機進入極端、高輻射的環(huán)境中,也可避免內(nèi)部零件過熱而損耗。
事實上,為了讓相機能夠達到各項指標,容啟亮及團隊制作了多個一模一樣且完整的“火星相機”,以完成不同測試。直到測試全部成功,達到最好狀態(tài),他們才能放心讓最佳作品真正“上天”。
不過,要完成測試也不簡單。容啟亮解釋說,如此繁雜且高層級的測試,單個實驗室,很難提供所有設(shè)備,因此測試是在國家不同地區(qū)完成的。“香港可以做一部分,我們有好的想法,如果真的要實施,也要與內(nèi)地一起,才能做出好的東西?!?/p>
正如“火星相機”的制造,在他看來,香港的科研力量需要更多地與粵港澳大灣區(qū),乃至內(nèi)地其他城市和地區(qū)進行合作,才會有更廣闊的發(fā)展空間。
近日,香港理工大學(xué)成立了“深空探測研究中心”,就是希望繼續(xù)支持更多航天技術(shù)的研發(fā),更希望以科研力量貢獻國家。據(jù)容啟亮介紹,該中心的工作將主要分為兩個方面,包括深空探測儀器制造,及深空探測理論研究。
至于研究團隊的未來規(guī)劃,他透露,團隊日后將著重于兩個方向的發(fā)展,一是會繼續(xù)進行深空探測研究,希望日后能夠參與到國家更多的具有挑戰(zhàn)性的深空探測任務(wù)之中,例如嫦娥六號、嫦娥七號、小行星探測及火星取樣返回等;二是希望可以將團隊發(fā)展的太空科技,應(yīng)用到民用領(lǐng)域,讓更多人受惠于科技發(fā)展。(記者/王嘉程)