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航天大国的“吉林元素” | 瞄准

2016-11-08 爱科技的 中科院长春光机所



2016年10月19号凌晨,距离地面393公里的太空中,

独自飞行了30多天的天宫二号

终于迎来神舟十一号载人飞船。



在这次经历遥远跋涉之后的完美对接中,长春光机所研制的设备功不可没。


在宇宙空间里,两个飞船要实现交会对接就好比在穿针引线,不能差一丝一毫。

而小编昨天给大家提到过的光学成像敏感器的镜头就像一双锐利的“眼睛”,可以使两艘飞船在太空中精确无误的进行瞄准。

今天开头,我们再稍微花一点时间唠唠这个镜头的事儿。

有人要说了,昨天讲过这个了,我不干!我要听新的!

小编告诉你,你真是too young too simple ,

这个神奇的镜头怎么是一口气讲得完的呢!




我可不是一般的镜头


据长春光机所研究员刘伟奇介绍,他们研发的光学成像敏感器镜头两个“不一般”:


█ 光学畸变之小不是一般民用镜头可比的


█ 太空中巨大的温差和辐射一点也伤害不了它


▼这么厉害的镜头就是它啦!


昨天小编给大家介绍过,光学成像敏感器就相当于一个智能的“照相机”,而照相机就要有镜头。

我们都知道,再好的相机,要是配一个不好镜头,那整个拍出来效果也是没法看的。


咱长春的光机所给配的这个镜头光学系统的“不一般”之一就是它的光学畸变非常小。

那什么叫光学畸变大呢?

就比方说,我们从一个门上的猫眼向外看人,人会都变形,这就叫做光学畸变大。

▲猫眼的光学畸变大


飞船上的这个镜头是要求无失真的。我们通常的民用镜头,它的光学畸变可以在1%就可以了。

而飞船上的这个镜头要求光学畸变低到万分之几。


除了光学畸变非常小,光学成像敏感器的光学系统如何适应太空中巨大的温差和辐射,也是长春光机所团队研制过程中需要破解的难题。

太空当中的温度变化特别大,在阳照区可以达到上百度,阴影区负100度。

这个镜头另一个不一般之处就在于它得能够经受住这种严酷的温度环境的考验。


另外,在太空当中有很多的辐射,即高能粒子。

但别忘了,我们的镜头可是不怕辐射的。

在这个镜头的前面有镀膜,这种光学薄膜能扛住太空中的高能粒子的轰击以及原子氧对它的侵袭。

所以说,飞船上的这个镜头可不是咱一般老百姓相机上的镜头能比的哟~





我们不是随便上天的


光学成像敏感器镜头使得两艘飞船在太空中可以精确无误的进行瞄准。


同时,长春光机所研制的TV摄像机TV瞄准镜,从“神舟八号”到“神舟十号”都发挥了重要作用。

此次对接中,这套设备作为手动对接备份方案,依然在为飞船保驾护航。

那么,TV摄像机是啥?!


小编就是个喜欢说人话的……

简单地说,它就是航天员在舱外的“电子眼”。


▼这个“电子眼”(TV摄像机)长这样




当然了,这个“电子眼”上天可不是随便上的,人家是去完成两个任务的:

█  在手控交会对接当中帮助航天员和地面飞行控制中心找到并瞄准与天宫二号上的合作“靶标”,实现精确对接;

█  在自动交会对接中实时监控两飞船的相对位置。

不同于照相机等机载仪器,TV摄像机不是飞船的载荷,而
飞船固有设备的一部分;也不像在舱内的载荷设备一样可以受到舱壁的保护,它安装在飞船舱外。


TV摄像机有一个独门绝活——无论在阳照区还是阴影区,都可以在太空黑背景的条件下,对太阳以及飞船上其他设备照射下的“靶标”进行正常成像。

神舟十一号与天宫二号对接时画面(摄于北京航天飞行控制中心大屏幕)

怎么,还有人天天想上天不?



咱TV摄像机就告诉你一件事——没有独门绝活,甭想上天的事儿啦!


当然了,TV瞄准镜也是个有绝活的,所以它也上天了。


▼TV瞄准镜就是它啦





TV瞄准镜的关键作用在于

 █  在飞船在轨飞行和返回地球的时候,为航天员实时确认飞船姿态。

它有中心一个视场和周边8个视场,每一个视场都要准确无误的对准地球的相应位置,否则会造成航天员判读错误。


市郊的黑暗中做实验


谈到研发团队,长春光机所的刘伟奇说:“我们这个团队有16人,平均年龄35岁,多数都是年轻人,大家为了这次对接付出了巨大心血,研发期间基本告别了休息日,而且熬夜成了常态。”




“在研发过程中,最大的困难还是模拟太空中的真实环境。”交会对接成像团队刘艳滢研究员说。

为了使实验结果精确,科研人员必须营造与太空相近的光照环境。

于是,费了不少周折,他们来到长春市市郊,准备在每天深夜做实验。“这里没有车、照明和月光,每次去做实验总感觉头皮发麻。我记得那个时候还是冬天,零下30多度,结果有不少同事都感冒了。”


在整个研制过程中,长春光机所的研发团队,
通过大量的仿真和试验,在很短的时间内攻克了一系列关键技术,确保了神州十一号与天宫二号成功对接。“以前没有用过这些东西,很多轮的实验方案提出来,研制出样机,经过实验不断的改进。像一开始我们用的自聚焦的这种透镜,按照航天的要求,他要有辐照,结果照了没多长时间,整个玻璃变黑了,就没法用了。所以我们要换材料,换技术方案,很多轮这种不断的改进才成功。”长春光机所的刘伟奇说。





都说不怕不努力,怕的是那些厉害的人比你更努力。
小编现在只想
为在黑暗中做实验的长春光机所研究人员
点一个大大的赞~


但咱们长春光机所的科研人员
为了“神舟”“天宫”做的可不只是这些……

为了其中的某项“黑科技”,


科研人员还上了高原下了戈壁


关于这些,小编明天都将统统告诉你!






吉林电台全媒体资讯中心  姜欣

部分信息来源于新华网








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