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閱讀：482發(fā)布時(shí)間：2022-10-13
嫦娥四號(hào)探測(cè)器擬著陸于月球背面的艾特肯盆地，在多臺(tái)科學(xué)有效載荷中，紅外成像光譜儀是一臺(tái)服務(wù)于月球礦物組成探測(cè)與研究的科學(xué)儀器，將獲取毫米級(jí)空間分辨率的月壤高光譜圖像及紅外光譜數(shù)據(jù)。
“嫦娥四號(hào)探測(cè)器擬著陸于月球背面的艾特肯盆地，在多臺(tái)科學(xué)有效載荷中，紅外成像光譜儀是一臺(tái)服務(wù)于月球礦物組成探測(cè)與研究的科學(xué)儀器，將獲取毫米級(jí)空間分辨率的月壤高光譜圖像及紅外光譜數(shù)據(jù)。" 中科院上海技術(shù)物理研究所紅外成像光譜儀副主任設(shè)計(jì)師徐睿說起有效載荷紅外成像光譜儀如數(shù)家珍。
嫦娥四號(hào)紅外成像光譜儀是由中科院上海技術(shù)物理研究所研制的一臺(tái)能夠感知人眼無法察覺的紅外光譜的成像探測(cè)設(shè)備，其安裝在月球車正前方，就像一只敏銳的眼睛，將仔細(xì)察看月面的礦物組成。
徐睿進(jìn)一步解釋說，紅外成像光譜儀光譜范圍0.45 ～ 2.40微米，光譜分辨率2 ～12納米，具備在軌定標(biāo)及防塵功能，能適應(yīng)-20～+55?C工作以及-50～+70?C存儲(chǔ)的溫度環(huán)境，重量小于6公斤，是一臺(tái)高性能、輕小型、高集成的儀器。
紅外成像光譜儀采用新型分光技術(shù)——射頻驅(qū)動(dòng)聲光可調(diào)濾光技術(shù)，新型電機(jī)——超聲電機(jī)，兩者均由嫦娥三號(hào)紅外成像光譜儀實(shí)現(xiàn)在軌應(yīng)用。相對(duì)于嫦娥三號(hào)，在經(jīng)歷了多年的技術(shù)積累后，通過內(nèi)部軟件不斷迭代，當(dāng)前單次獲取月表光譜信息的時(shí)間周期縮短了一半，探測(cè)效能與定量化水平均得到了提高，從而更好地為月球化學(xué)演變研究的科學(xué)家服務(wù)。
“在巡視器與著陸器分離后，紅外成像光譜儀擇機(jī)工作。" 中科院上海技術(shù)物理研究所紅外成像光譜儀主任設(shè)計(jì)師李春來告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，依靠巡視器的移動(dòng)能力，到達(dá)科學(xué)考察點(diǎn)時(shí)，紅外成像光譜儀對(duì)月球車前方0.7m的月表進(jìn)行精細(xì)光譜信息獲取，為月面巡視區(qū)礦物組成分析提供科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)。
據(jù)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(biāo)防塵組件高度集成而成，具體包括聲光調(diào)制分光光學(xué)系統(tǒng)、超聲驅(qū)動(dòng)定標(biāo)防塵隔熱一體化組件、輕型復(fù)合結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)獲取及處理模塊，主控系統(tǒng)等。
其中定標(biāo)防塵組件對(duì)于紅外成像光譜儀就如同相機(jī)的鏡頭蓋，在光譜儀不工作的時(shí)候，它自動(dòng)關(guān)閉，在對(duì)系統(tǒng)隔熱保溫的同時(shí)，保護(hù)光學(xué)不被月塵污染。需要月面探測(cè)時(shí)，定標(biāo)防塵板全部打開，獲取月表的光譜圖譜科學(xué)數(shù)據(jù)；而定標(biāo)模式則是將定標(biāo)防塵板開啟至水平位置，以太陽作為定標(biāo)源，監(jiān)控儀器狀態(tài)。
事實(shí)上，上海技術(shù)物理研究所在嫦娥四號(hào)紅外成像光譜儀任務(wù)立項(xiàng)之初，基于嫦娥三號(hào)的設(shè)計(jì)與在軌數(shù)據(jù)成果情況，就提出了保持接口與硬件設(shè)計(jì)沿用，軟件優(yōu)化升級(jí)的產(chǎn)品研制技術(shù)路線，盡可能的利用近年來聲光調(diào)制光譜探測(cè)研究的技術(shù)積累，提升嫦娥四號(hào)產(chǎn)品的在軌探測(cè)能力。李春來帶領(lǐng)研制團(tuán)隊(duì)，嚴(yán)謹(jǐn)了落實(shí)每一步優(yōu)化的技術(shù)狀態(tài)，將飛行件產(chǎn)品性能調(diào)整至。
而承擔(dān)光譜儀的系統(tǒng)定標(biāo)工作的徐睿表示，光譜儀的研制過程就好比生產(chǎn)了一把“尺子"，而定標(biāo)則是為“尺子"刻上精確的刻度，這樣產(chǎn)品才能為科學(xué)家所用。
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