天宮二號為對接神舟十一號備足高端設備 多方位對地成像-相機 天宮...

2021-01-20 東方網

    原標題:天宮二號為對接神舟十一號備足高端設備 多方位對地成像

  圖片說明:9月17日至23日,2016年全國科普日活動在全國集中開展,圖為觀眾在北京中國科技館排隊體驗天宮二號模擬艙。北京主場活動共設5個板塊、400餘項重點內容。 新華社發

  等待與神舟十一號在太空相會的天宮二號,為了這次任務可是做足了準備,高端設備樣樣俱全,尖端「相機」就是其中之一。有了它,天宮二號可謂擁有了「火眼金睛」的本領,能夠實現跟隨太空實驗室的飛行角度變化從多個方位對地成像,不但能夠穿雲透霧,夜間探視,還能在零下200°C的環境下工作。

  特殊功力

  1600個「視覺」單元穿雲透

  從「神舟」到「天宮」,在載人航天的歷次巡天任務中,都少不了在浩瀚的宇宙中從各個方位「感知」地球,為我們生活的地球拍照。中國科學院空間應用工程與技術中心的科技人員在本次飛行任務中為天宮二號太空實驗室定製了一臺高性能航天「數位相機」,它的學名是「寬波段成像光譜儀」。

  相機被安裝在太空實驗室對地觀測面的「肚子」上。

  打開相機的外部「黑匣子」,可以看到它的內部有8臺分4層結構精心設計的小相機。其中3臺是可見光近紅外波段相機,2臺是短波紅外波段相機,2臺熱紅外波段相機,還有最後一層是可見光波段偏振相機。這些相機通過視場拼接組合在一起,「看」得更寬,更能同時獲取同一目標的圖像、光譜和偏振信息。

  再往裡看,相機還有三樣自主研製的核心「利器」:一是採用自主研發的新型長線列短波紅外探測器,精心集成了1600個「視覺」單元,保證相機目標看得更清晰,使相機擁有穿雲透霧的「功力」;二是具有800個高靈敏度「視覺」單元的熱紅外探測器,它可以使相機具有夜視功能,能夠探測到1/40°C的溫度變化;三是配備一臺高性能、高可靠性的靈巧型機械制冷機,用來滿足熱紅外探測器需要的低溫要求,保障其穩定工作在低至零下200°C的環境。

  兩大任務

  估計浮遊生物量指導漁民出海

  上天以後,相機就要馬不停蹄地開展太空工作。它的主要任務有兩個,一個是看海,一個是看大氣。

  看海洋,主要是觀測海洋水色和水溫。可見光近紅外譜段的成像具有「圖譜合一」的特點,也就是相機既能獲得影像信息,也能同時獲得物體的光譜特徵信息。

  這些「定量化」的圖譜信息可用在海洋葉綠素、懸濁物含量、海洋海岸水色等遙感應用中。不僅可以幫助海洋專家準確監測到發生在任何海域的赤潮現象,還可以估計出這片海域的浮遊生物量和初級生產力,從而指導漁民出海作業等等。

  它還可以探測水溫、海冰和洋流信息,且具備很高的水溫變化探測靈敏度,大約是1攝氏度的40分之一,比我國現有的海洋遙感器的探測靈敏度提高了好多倍。

  獲取到霧霾位置信息及嚴重程度

  「相機」看大氣則可以優化氣象預報。相機可以獲取被探測對象的偏振信息。何謂偏振?光是一種橫波,它有偏振方向,如果放一個偏振片在偏振光前面,和偏振方向平行,透過光最強。而如果和偏振方向垂直,透過光最小,幾乎為零。

  生活中,應用到光偏振特性的場合很多,如汽車上使用偏振片降低在夜晚行車時迎面駛來車輛發射出的刺眼燈光等。由於光的偏振特性對大氣粒子特性(形狀、大小和組成)具有獨特敏感性,這個優勢可以幫助研究人員對大氣氣溶膠和雲粒子的尺寸大小、形狀、光學厚度等微觀特性和雲的關鍵性能參數開展定量化研究,對氣象預報、氣候預測有很重要價值。市民們都關心,它能看到霧霾嗎?回答是肯定的。它可以獲取到霧霾的位置信息以及嚴重程度。

  北京晨報記者 韓娜

  青少版月球探測搭載物有望「上天」

  北京晨報訊(記者 韓娜)「你咋不上天呢?我就要上天啦!」昨天,為期近10個月的月球探測載荷創意設計徵集活動落下帷幕。青少年學生和科技愛好者設計的20項創意作品勝出,這些獲獎項目將作為我國月球探測後續任務科學載荷的備選方案。

  月球探測載荷創意設計徵集活動共徵集了國內257個創意設計項目。按照專家評議、網絡投票相結合的原則開展評選,遴選出創新性突出、科普效果好的20個優勝項目,其中一等獎3項、二等獎7項、三等獎10項。這些作品中的6組創意設計已製作成實物模型正在全國科普日北京主場活動上進行展示。

  獲獎作品中,來自北京地區的中學生作品有四個,名字聽上去就很高大上,「基於鋰金屬蓄熱的月球晝夜溫差發電裝置」「基於月球的3D列印技術驗證」「深層土壤探測裝置」和「月夜溫度測試」。

  創意作品中還有不少來自高校大學生的創意。既然是和月亮有關,就離不開童話。來自北京航空航天大學陳惠鑫的「月上桂花」作品是這樣介紹的:「玉兔為什麼不能像小王子一樣擁有一朵屬於自己花,玉兔與桂花都屬於月亮的童話」,創意是用鎳鈦合金模擬桂花白天開放、夜晚合上的過程,與月球車白天喚醒、夜晚休眠的節奏同步。

  據悉,我國將在明年發射嫦娥五號月球採樣返回探測器。2018年發射嫦娥四號月球探測器,實現人類探測器首次造訪月球背面。

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