11月28日凌晨，嫦娥一號衛(wèi)星所攜帶的有效載荷之一 ——激光高度計已經(jīng)順利啟動?！犊茖W(xué)時報》記者從參與該項目的核心科學(xué)家處獲悉，該儀器目前運轉(zhuǎn)一切正常?！ ?/p>
“星載激光高度計”，科學(xué)家們將之親切地稱為“太空激光眼”。隨著此次嫦娥一號繞月探測衛(wèi)星的發(fā)射成功，中國版的“激光眼”也首次抵達(dá)太空。
作為嫦娥一號衛(wèi)星所攜帶的八大科學(xué)探測有效載荷之一，中國版的太空激光眼肩負(fù)著哪些重要使命？世界其他國家在這方面的進(jìn)展如何？帶著這些問題，《科學(xué)時報》記者采訪了嫦娥一號衛(wèi)星有效載荷激光高度計分系統(tǒng)副主任設(shè)計師、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員舒嶸。
“有壓力的任務(wù)”
見過舒嶸的人，都會為這位副主任設(shè)計師如此年輕而感到詫異。不過，這一點，倒與嫦娥一號激光高度計的年齡十分相似。
“我們剛接到激光高度計的任務(wù)時，離安裝到嫦娥一號衛(wèi)星上只有兩年半時間了。”舒嶸告訴《科學(xué)時報》記者：“當(dāng)時我們覺得壓力很大?！?/p>
據(jù)舒嶸介紹，激光高度計技術(shù)從本質(zhì)上來說是從激光測距中演化而來的，其原理是通過測量以光速往返于衛(wèi)星到照射表面激光脈沖的穿行時間，來獲得衛(wèi)星到照射表面的距離。因為具有很高的精確度和分辨率，以及很小的激光腳印，激光高度計被廣泛應(yīng)用于深空探測、地球遙感等領(lǐng)域。
然而，對中國來說，這項已在地面上相當(dāng)成熟的技術(shù)并沒有進(jìn)入太空的先例，承擔(dān)嫦娥一號衛(wèi)星激光高度計研制工作的科學(xué)家們自然也無法獲得可資借鑒的經(jīng)驗。此外，因為難以解決太空壽命的問題，星載激光高度計的研制即便在國外失敗率也很高，這同樣給中國的科研工作者敲響了警鐘。
據(jù)介紹，嫦娥一號衛(wèi)星的工作階段分為發(fā)射軌道階段、轉(zhuǎn)移軌道階段和環(huán)月軌道階段。激光高度計在進(jìn)入環(huán)月軌道階段之前不工作，在進(jìn)入環(huán)月階段之后，不論月球表面是白天或黑夜，也不論衛(wèi)星處于正飛或側(cè)飛狀態(tài)，激光高度計都要長期開機工作。因此，星載激光高度計的設(shè)計不僅要注重參數(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)，也要努力提高其工作穩(wěn)定性和持久性。
“我們的關(guān)鍵工作主要包括3個方面：其一是要研發(fā)出長壽命的激光器，其二是要設(shè)計出低靈敏度的回波接收電路，還有就是要解決收發(fā)同軸、溫控等系統(tǒng)問題?！碑?dāng)問及此次激光高度計研制面臨的主要挑戰(zhàn)時，舒嶸言簡意賅地作了回答。
與此次嫦娥一號衛(wèi)星所攜帶的其他有效載荷相比，激光高度計的不同之處在于，由衛(wèi)星發(fā)向照射表面的激光脈沖和返回到衛(wèi)星的激光脈沖要在同一路徑上，否則就無法準(zhǔn)確測量出衛(wèi)星與照射表面之間距離的長短。為此，設(shè)計人員曾多次對該儀器200公里測距的能力和同軸性進(jìn)行了測試，以保證其能順利完成科學(xué)使命。
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