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探測 南京這個團隊 為祝融號造“眼睛”

來源： 鳳凰網房產南京站
“我們并不是很緊張，我們有信心。”
5月22日10時40分，祝融號火星車安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測并傳回了火星表面圖片。
參與制造火星車“眼睛”的南京英田光學工程股份有限公司工程師劉海東在談到他們負責的相機鏡頭組件時信心滿滿。
【 探測|南京這個團隊 為祝融號造“眼睛”】這個團隊牛，海陸空天高科技領域“通吃”
2020年7月23日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器成功在中國文昌航天發射場升空，正式開啟了中國人自主探測火星之旅。從“天問一號”升空到“祝融號”登陸，這其中離不開南京航空航天大學、蘇州大學等科技團隊“江蘇智慧”的貢獻，但可能很多人并不知道，在南京棲霞的一家民營企業同樣也參與了中國“火星之旅”的任務，并且成功地為“祝融號”裝上了“眼睛”。
就在國家航天局5月19日發布了我國首次火星探測任務天問一號探測器著陸過程兩器分離和著陸后火星車拍攝的影像后，采訪人員來到了英田光學。
采訪中采訪人員驚訝地發現，這家似乎并不起眼的光學企業是一家已經創立18年、致力于提供精密光學系統解決方案的國家級高新技術企業。據公司總經理周子元介紹，英田光學這些年不僅參與了火星車相關鏡頭的光學元件研制，還參與了天問一號星敏鏡頭研制，承擔了海洋二號、實踐十三號、嫦娥五號探月工程等多項國家重點國防工程的光學元件、光機電系統、空間激光通信天基終端和地面站的配套任務。
登陸火星難，祝融號“眼睛”必須明察秋毫
這次中國的“火星之旅”，英田光學承擔了火星車前避障相機和導航相機鏡組的制造。看著火星車傳回來的火星清晰影像，作為參與該項目主要工作的整機事業部副部長李民益和整機事業部結構工程師、總裝車間副主管劉海東都感到非常高興。
我國首次火星探測任務起步雖晚，但起點高、跨越大，與之前其他國家分幾次完成不同，從立項伊始我們就瞄準當前世界先進水平確定任務目標，在國際上首次通過一次發射，完成“環繞、著陸、巡視探測”3大任務。而在這3大任務中，業內會用“黑色七分鐘”來形容整個“落火”過程。著陸為什么這么難？主要還是因為角度和時延。因為天問一號探測器要以合適的角度切入火星大氣層，角度太小則無法進入大氣層，角度太大又會被大氣層過度加熱而燒毀，在再入、下降與著陸過程中，探測器要在7分鐘左右的時間里，將時速從約每小時2萬千米降至0，實現軟著陸。此外，從地球傳信號到著陸器還有十幾到二十分鐘的延時，遠大于7分鐘，這就意味著降落全程的所有動作都需要著陸器自己完成，這對軟件和硬件要求極高。
而在著陸的過程中，英田光學參與研制的避障鏡組就會發揮火星車“眼睛”的作用，需要盡可能廣視角、高清晰地去觀察火星表面，選擇最合適的著陸點，對有石頭、坑洞等地段選擇主動避開，然后調整到一個相對安全的位置后著陸，著陸器會在短短幾分鐘內完成超過1000個技術動作，而這一系列動作對避障鏡頭觀察系統提出了很高的要求。而隨著火星車駛上火星表面，英田光學研制的導航相機也開啟了工作模式。它將和多光譜相機、次表層探測雷達、表面成分探測儀等載荷一起，對巡視區開展詳細探測。據介紹，導航相機絕對稱得上是“明察秋毫”，它的成像距離在0.5米以外乃至無窮遠，工作原理和人的眼睛相似，可以獲取3D立體影像數據。
為何信心足，“微米級”研測確保萬無一失
既然火星車的“眼睛”如此重要，那么考慮到火星上復雜難測的條件，工程師們是怎樣保證“萬無一失”的呢？
“從接手工作到設計研制和反復測試，歷經了近兩年的時間。”劉海東告訴采訪人員，和以前常規的鏡頭不一樣，這次是為火星車定制的鏡頭光學元件，因為火星的特殊空間輻射、極致的冷熱溫度交叉變化、復雜光照等環境特點，要求從光學設計到結構設計，再到裝配集成及性能測試進行一步步技術攻關，“研發期間基于環境適應性模擬了一次又一次的高低溫、耐腐蝕、抗變形等方面的模塊試驗以及材料的篩選，不斷進行迭代更新。”
除了要做好極端環境模擬試驗，在鏡頭的各環節加工工藝上，也對英田光學提出了更高的要求。“火星車鏡頭要求的參數都非常小，很多指標都是以微米級來考慮。”李民益補充道，不過也正因為這樣，使得工差極小，讓它比一般鏡頭在抗變形、抗震動方面要好很多。

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