紅外成像光譜儀為嫦娥四號探測與研究保駕護航—新聞—科學網

嫦娥四號紅外成像光譜儀（來源：中科院上海技術物理研究所）

「嫦娥四號探測器擬著陸於月球背面的艾特肯盆地，在多臺科學有效載荷中，紅外成像光譜儀是唯一一臺服務於月球礦物組成探測與研究的科學儀器，將獲取毫米級空間解析度的月壤高光譜圖像及紅外光譜數據。」 中科院上海技術物理研究所紅外成像光譜儀副主任設計師徐睿說起有效載荷紅外成像光譜儀如數家珍。

嫦娥四號紅外成像光譜儀是由中科院上海技術物理研究所研製的一臺能夠感知人眼無法察覺的紅外光譜的成像探測設備，其安裝在月球車正前方，就像一隻敏銳的眼睛，將仔細察看月面的礦物組成。

徐睿進一步解釋說，紅外成像光譜儀光譜範圍0.45 ～ 2.40微米，光譜解析度2 ～12納米，具備在軌定標及防塵功能，能適應-20～+55ºC工作以及-50～+70ºC存儲的溫度環境，重量小於6公斤，是一臺高性能、輕小型、高集成的儀器。

紅外成像光譜儀採用新型分光技術——射頻驅動聲光可調濾光技術，新型電機——超聲電機，兩者均由嫦娥三號紅外成像光譜儀實現在軌首次應用。相對於嫦娥三號，在經歷了多年的技術積累後，通過內部軟體不斷迭代，當前單次獲取月表光譜信息的時間周期縮短了一半，探測效能與定量化水平均得到了提高，從而更好地為月球化學演變研究的科學家服務。

「在巡視器與著陸器分離後，紅外成像光譜儀擇機工作。」 中科院上海技術物理研究所紅外成像光譜儀主任設計師李春來告訴《中國科學報》記者，依靠巡視器的移動能力，到達指定科學考察點時，紅外成像光譜儀對月球車前方0.7m的月表進行精細光譜信息獲取，為月面巡視區礦物組成分析提供科學探測數據。

據介紹，紅外成像光譜儀由可見近紅外的成像光譜儀、短波紅外光譜儀及定標防塵組件高度集成而成，具體包括聲光調製分光光學系統、超聲驅動定標防塵隔熱一體化組件、輕型複合結構、數據獲取及處理模塊，主控系統等。其中定標防塵組件對於紅外成像光譜儀就如同相機的鏡頭蓋，在光譜儀不工作的時候，它自動關閉，在對系統隔熱保溫的同時，保護光學不被月塵汙染。需要月面探測時，定標防塵板全部打開，獲取月表的光譜圖譜科學數據；而定標模式則是將定標防塵板開啟至水平位置，以太陽作為定標源，監控儀器狀態。

事實上，上海技術物理研究所在嫦娥四號紅外成像光譜儀任務立項之初，基於嫦娥三號的設計與在軌數據成果情況，就提出了保持接口與硬體設計沿用，軟體優化升級的產品研製技術路線，儘可能的利用近年來聲光調製光譜探測研究的技術積累，提升嫦娥四號產品的在軌探測能力。李春來帶領研製團隊，嚴謹了落實每一步優化的技術狀態，將飛行件產品性能調整至最佳。

而承擔光譜儀的系統定標工作的徐睿表示，光譜儀的研製過程就好比生產了一把「尺子」，而定標則是為「尺子」刻上精確的刻度，這樣產品才能為科學家所用。