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为实现中国航天梦给红外成像光谱仪瘦身

导读: 安装在嫦娥三号月球车“腹部”的红外成像光谱仪,就像一只敏锐的眼睛,将仔细察看月面的矿物组成——这可是王建宇的最新成果。

  去年年底,嫦娥三号将择机发射。每当听到与嫦娥相关的消息,王建宇心里就会泛起一阵波澜——嫦娥三号所搭载的科学仪器中,有好几样出自他的研究团队:激光测距仪和激光三维成像仪,将搭载在嫦娥三号的着陆器上,帮月球车在月面上找到落脚点;红外成像光谱仪,将搭载在嫦娥三号的月球车上,完成科学探测任务。

  作为我国著名的空间光电载荷专家,王建宇曾带领一个年轻的科研团队,研发出了激光高度计,搭载在嫦娥一号上,实现了中国人首次“为月球量身高”的梦想。2015年前后,我国将发射首颗量子科学实验卫星,上面将搭载星地量子通信设备,还是由他率队研制。

  王建宇说,自己的梦想就是做出国家需要、却看似不可能的光电设备,让它们遨游太空,实现中国的航天梦。

  月球“照相机”瘦身到5公斤

  安装在嫦娥三号月球车“腹部”的红外成像光谱仪,就像一只敏锐的眼睛,将仔细察看月面的矿物组成——这可是王建宇的最新成果。它原先搭载在飞机上,“体重”超过100公斤,显然不适合上天。为此,王建宇带领团队绞尽脑汁,将它“瘦身”到5公斤左右,可以稳稳当当地装入一尺见方的盒子内,并采用了一系列创新技术,使它“目光”敏锐。现在,王建宇就期盼着月球车上的红外成像光谱仪能带回合格的图像。

  激光测距仪和激光三维成像仪则将承担起帮月球车寻找“落脚点”的重任——当月球车离着陆点只有几十公里时,它们将及时打开,以小于1米的精度,实时测量降落高度,其研制难度超过了嫦娥一号上的激光高度计。

  2003年,时任中国探月工程首席科学家的欧阳自远院士找到中科院上海技术物理所,提出研制激光高度计的要求。回想起当时情形,王建宇说他感到了从未有过的压力:大功率激光上天,国内从来没做过!

  这除了要克服真空、失重、高压等困难,激光高度计还要能在200公里外,抓住月面反射回来的微弱激光信号,这就好比要不偏不倚地捕捉一大幅画面中的一个光点。同时,上天的设备就怕能量大,可高度计的激光器瞬时功率高达30兆瓦。在地面上,这个功率能把几米开外的铁板打得直冒火花。

  这一强一弱之间,包含着无数难题。经过三年多攻关,王建宇团队终于交出了令人满意的答卷。与此同时,一支年轻的团队也逐步成长起来。此次随嫦娥三号上天的两个激光仪器就是由当年激光高度计团队带出来的年轻博士黄庚华领衔研制的。

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