你收到一張來(lái)自太空的“自拍”

清海

2022年的第一天，國(guó)家航天局發(fā)布天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器傳回圖像，其中一張軌道器和火星的合影驚艷眾人

天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)任務(wù)

新年伊始，中國(guó)火星探測(cè)器天問(wèn)一號(hào)傳回一張環(huán)繞器與火星的“自拍照”，令海內(nèi)外的航天愛好者驚嘆不已。

2021年，中國(guó)人首次進(jìn)入自己的空間站，“祝融號(hào)”首次在火星上留下自己的足跡，“羲和號(hào)”推動(dòng)我國(guó)進(jìn)入“探日時(shí)代”……中國(guó)航天交出了一份精彩答卷。2022年，中國(guó)航天將完成空間站的建造。天問(wèn)二號(hào)、火星取樣乃至木星探測(cè)都已經(jīng)在下一步的計(jì)劃之中。

太空自拍需要“幾步”

這已經(jīng)是天問(wèn)一號(hào)的第二次自拍。2021年國(guó)慶，天問(wèn)一號(hào)在奔火途中，通過(guò)“自拍”的方式，為祖國(guó)送上生日祝福。

早在我國(guó)首次自主火星探測(cè)工程立項(xiàng)之初，研制團(tuán)隊(duì)就在思考如何做好火星探測(cè)器在軌工作狀態(tài)的可視化監(jiān)測(cè)。

但想要“自拍”，可不簡(jiǎn)單。由于環(huán)繞器自身個(gè)頭太大，需要一支長(zhǎng)達(dá)15米的自拍桿才能實(shí)現(xiàn)全身照自拍，不僅資源消耗大，還存在一定安全隱患。

為此，八院火星環(huán)繞器工程測(cè)量分系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)提出了“分離式監(jiān)測(cè)方案”，設(shè)計(jì)了一套由多個(gè)分離測(cè)量傳感器組成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)將這些“小家伙”們拋離的方式完成探測(cè)器深空“自拍”。

天問(wèn)一號(hào)的首張“自拍”

2021年10月1日國(guó)慶期間，國(guó)家航天局發(fā)布執(zhí)行我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)的天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器飛行圖像，圖上的五星紅旗呈現(xiàn)出鮮艷的中國(guó)紅。這是天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器運(yùn)用這一技術(shù)，首次進(jìn)行的深空“自拍”。

而這一次，分離測(cè)量傳感器在地面控制下再次實(shí)施分離監(jiān)測(cè)任務(wù)，在慢慢遠(yuǎn)離的過(guò)程中利用自身兩側(cè)安裝的兩個(gè)廣角鏡頭，每秒拍攝一張圖像，通過(guò)Wi-Fi傳輸?shù)姆绞綄D像傳回天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器，最終將北極冰蓋、環(huán)繞器局部特寫及環(huán)繞器與火星合影的畫面呈現(xiàn)出來(lái)。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是扔出去一個(gè)小相機(jī)，拍的照片用Wi-Fi傳回來(lái)。

分離測(cè)量傳感器的研制過(guò)程中，需要克服的技術(shù)難點(diǎn)很多。八院803所產(chǎn)品首席鄭循江介紹，分離測(cè)量傳感器是按照監(jiān)視相機(jī)小衛(wèi)星化理念設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，需要在1公斤的總質(zhì)量?jī)?nèi)實(shí)現(xiàn)鎖定解鎖、分離釋放，分離后自供電、自動(dòng)拍照、Wi-Fi通訊等功能，給研制過(guò)程帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。

而在Wi-Fi通信上，為了驗(yàn)證在高、低溫情況下通訊實(shí)際情況，團(tuán)隊(duì)成員多次對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行大范圍溫度適應(yīng)性測(cè)試，并對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行測(cè)量分析，拿到了實(shí)際溫度沖擊變化情況下的電路狀態(tài)數(shù)據(jù)。隨后，團(tuán)隊(duì)對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行了多輪迭代改進(jìn)，并對(duì)軟件協(xié)議進(jìn)行不斷地修改完善，最終實(shí)現(xiàn)了分離后飄飛過(guò)程的穩(wěn)定Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸。

克服了種種難題后，研制團(tuán)隊(duì)最終交出了這份答卷。

除了“自拍照”外，天問(wèn)一號(hào)本次傳回的圖像還有環(huán)繞器局部特寫、火星北極冰蓋及“祝融號(hào)”火星車拍攝火面地貌等內(nèi)容。

西班牙航天科普作家佩德羅·萊昂說(shuō)：“這是一張印象深刻的照片！由環(huán)繞器放出來(lái)的小傳感器拍攝。感覺中國(guó)身處2122年。”

下一步，中國(guó)航天怎么走？

“天問(wèn)”“祝融”到訪火星，嫦娥五號(hào)月球樣品精彩亮相，“天和”“神舟”“天舟”組成中國(guó)自己的太空家園，“羲和號(hào)”邁出中國(guó)太陽(yáng)探測(cè)新步伐……2021年，中國(guó)航天全年發(fā)射次數(shù)首次突破50次，再創(chuàng)新高，居世界第一。

2022年，航天科技集團(tuán)計(jì)劃安排40次以上航天發(fā)射任務(wù)，包括載人航天6次重大任務(wù)，其中兩次貨運(yùn)飛船、兩次神舟飛船和實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ、實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ發(fā)射。在2022年，中國(guó)空間站將全面建成。此外，還將完成長(zhǎng)征六號(hào)甲運(yùn)載火箭首飛等多個(gè)重點(diǎn)型號(hào)的發(fā)射，開展一系列戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)武器重要飛行試驗(yàn)和批產(chǎn)交付等任務(wù)。

中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平用“振奮人心”一詞，點(diǎn)評(píng)了中國(guó)2021年載人航天事業(yè)。周建平對(duì)2022年充滿期待，他表示，今年將完成中國(guó)空間站的建造;神舟十三號(hào)乘組返回后，還將繼續(xù)發(fā)射貨運(yùn)飛船、神舟十四號(hào)載人飛船，以及中國(guó)空間站首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙等。

周建平說(shuō)：“首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙叫作問(wèn)天，第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙叫作夢(mèng)天，完成和核心艙的對(duì)接，形成空間站的三艙構(gòu)型，完成中國(guó)空間站的建造。這是中國(guó)載人航天工程，也是中國(guó)航天的里程碑事件，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代?！?/p>

火星探測(cè)任務(wù)總工程師張榮橋在接受采訪時(shí)提到，天問(wèn)二號(hào)、火星取樣、木星探測(cè)都已在計(jì)劃中?！拔覀兊奶靻?wèn)二號(hào)兩年前就已經(jīng)開始（先期研究），關(guān)鍵技術(shù)都已經(jīng)得到解決。我們要實(shí)現(xiàn)從近地小行星取樣返回，同時(shí)還要到主帶去，進(jìn)行小行星的環(huán)繞探測(cè)?！?/p>

張榮橋介紹說(shuō)：“再之后，還有火星上取樣返回，這項(xiàng)任務(wù)難度更大，目前全世界還沒有哪個(gè)國(guó)家能夠從火星上取樣回來(lái)，我們有了計(jì)劃，有了信心。還有（計(jì)劃）對(duì)木星及其衛(wèi)星探測(cè)。包括火星取樣和木星探測(cè)，我們還是這個(gè)態(tài)度，廣泛開展國(guó)際合作，全世界的同行共同努力，來(lái)探索我們的星辰大海?！?/p>

（編輯·李澤一）