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探测 南京这个团队 为祝融号造“眼睛”

来源： 凤凰网房产南京站
“我们并不是很紧张，我们有信心。”
5月22日10时40分，祝融号火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测并传回了火星表面图片。
参与制造火星车“眼睛”的南京英田光学工程股份有限公司工程师刘海东在谈到他们负责的相机镜头组件时信心满满。
【 探测|南京这个团队 为祝融号造“眼睛”】这个团队牛，海陆空天高科技领域“通吃”
2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功在中国文昌航天发射场升空，正式开启了中国人自主探测火星之旅。从“天问一号”升空到“祝融号”登陆，这其中离不开南京航空航天大学、苏州大学等科技团队“江苏智慧”的贡献，但可能很多人并不知道，在南京栖霞的一家民营企业同样也参与了中国“火星之旅”的任务，并且成功地为“祝融号”装上了“眼睛”。
就在国家航天局5月19日发布了我国首次火星探测任务天问一号探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像后，采访人员来到了英田光学。
采访中采访人员惊讶地发现，这家似乎并不起眼的光学企业是一家已经创立18年、致力于提供精密光学系统解决方案的国家级高新技术企业。据公司总经理周子元介绍，英田光学这些年不仅参与了火星车相关镜头的光学元件研制，还参与了天问一号星敏镜头研制，承担了海洋二号、实践十三号、嫦娥五号探月工程等多项国家重点国防工程的光学元件、光机电系统、空间激光通信天基终端和地面站的配套任务。
登陆火星难，祝融号“眼睛”必须明察秋毫
这次中国的“火星之旅”，英田光学承担了火星车前避障相机和导航相机镜组的制造。看着火星车传回来的火星清晰影像，作为参与该项目主要工作的整机事业部副部长李民益和整机事业部结构工程师、总装车间副主管刘海东都感到非常高兴。
我国首次火星探测任务起步虽晚，但起点高、跨越大，与之前其他国家分几次完成不同，从立项伊始我们就瞄准当前世界先进水平确定任务目标，在国际上首次通过一次发射，完成“环绕、着陆、巡视探测”3大任务。而在这3大任务中，业内会用“黑色七分钟”来形容整个“落火”过程。着陆为什么这么难？主要还是因为角度和时延。因为天问一号探测器要以合适的角度切入火星大气层，角度太小则无法进入大气层，角度太大又会被大气层过度加热而烧毁，在再入、下降与着陆过程中，探测器要在7分钟左右的时间里，将时速从约每小时2万千米降至0，实现软着陆。此外，从地球传信号到着陆器还有十几到二十分钟的延时，远大于7分钟，这就意味着降落全程的所有动作都需要着陆器自己完成，这对软件和硬件要求极高。
而在着陆的过程中，英田光学参与研制的避障镜组就会发挥火星车“眼睛”的作用，需要尽可能广视角、高清晰地去观察火星表面，选择最合适的着陆点，对有石头、坑洞等地段选择主动避开，然后调整到一个相对安全的位置后着陆，着陆器会在短短几分钟内完成超过1000个技术动作，而这一系列动作对避障镜头观察系统提出了很高的要求。而随着火星车驶上火星表面，英田光学研制的导航相机也开启了工作模式。它将和多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪等载荷一起，对巡视区开展详细探测。据介绍，导航相机绝对称得上是“明察秋毫”，它的成像距离在0.5米以外乃至无穷远，工作原理和人的眼睛相似，可以获取3D立体影像数据。
为何信心足，“微米级”研测确保万无一失
既然火星车的“眼睛”如此重要，那么考虑到火星上复杂难测的条件，工程师们是怎样保证“万无一失”的呢？
“从接手工作到设计研制和反复测试，历经了近两年的时间。”刘海东告诉采访人员，和以前常规的镜头不一样，这次是为火星车定制的镜头光学元件，因为火星的特殊空间辐射、极致的冷热温度交叉变化、复杂光照等环境特点，要求从光学设计到结构设计，再到装配集成及性能测试进行一步步技术攻关，“研发期间基于环境适应性模拟了一次又一次的高低温、耐腐蚀、抗变形等方面的模块试验以及材料的筛选，不断进行迭代更新。”
除了要做好极端环境模拟试验，在镜头的各环节加工工艺上，也对英田光学提出了更高的要求。“火星车镜头要求的参数都非常小，很多指标都是以微米级来考虑。”李民益补充道，不过也正因为这样，使得工差极小，让它比一般镜头在抗变形、抗震动方面要好很多。

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