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理大研发「落火状态监视相机」参与国家首次火星探测任务

日期:2020/7/29 16:49:42 阅读:39

    香港理工大学(理大)成功研制一台搭载于火星探测系统上的关键仪器「落火状态监视相机」(「火星相机」),积极参与国家于今日成功执行的首个火星探测任务「天问一号」。


    火星探测系统由环绕器、着陆器和巡视器组成,目标是一次过完成「绕、落、巡」三项任务,即顺利登陆火星,并同时进行轨道和地面探测,这是世界航天史上的首次尝试,这次任务亦同时希望获取有关火星的科学勘探数据。理大的「火星相机」将搭载于着陆器外层平台上,以监视着陆情况、火星的周遭环境,以及降落火星后巡视器的操作状态,包括太阳翼的打开及天线的状况。这些信息对掌握巡视器能否在火星表面成功巡视至关重要。


    理大工业及系统工程学系钟士元爵士精密工程教授、精密工程讲座教授及副系主任容启亮教授接受CCTV采访,表示会带领科研团队研发「落火状态监视相机」,支持国家首个火星探测任务。


    “ 理大是香港唯一拥有航天任务实战经验的高等院校,我们期盼将来能进一步发挥理大的专长,为国家其他深空探索项目作出贡献。



    理大校长滕锦光教授表示:「我们非常荣幸能参与并为国家这次历史性的火星探测任务作出贡献。这次火星相机的研发及交付,再次证明理大科研团队具备卓越的创造力、实力及信誉,自主研发太空仪器,并通过太空任务的严谨要求。理大是香港唯一拥有航天任务实战经验的高等院校,我们期盼将来能进一步发挥理大的专长,为国家其他深空探索项目作出贡献。」



    「火星相机」重量轻巧(约390克),然而外壳十分坚固,以抵受穿梭地球与火星长期(超过九个月)出现约摄氏150度的极端温差,及后须能在火星表面极低温的环境下运作,并要承受相等于地球地心吸力6,200倍的冲击。此外,「火星相机」须具备广阔测量视野(水平视野范围和垂直视野范围分别达到120度),同时显著减低图像变形的程度。


    「火星相机」由理大工业及系统工程学系钟士元爵士精密工程教授、精密工程讲座教授及副系主任容启亮教授,率领约二十名理大研究人员共同研发。为应对火星相机的各样技术难题及紧凑的研制日程,他们研发出一套创新的「一体化的热流防护设计、测试及质量控制方案」。



    容教授在研发精密太空仪器方面经验丰富,然而这次研发过程仍遇到不少挑战。他说:「为了拍摄超广阔的图像及影片作科学研究之用,火星相机须轻巧并具备广角拍摄及可控的影像变形,同时要在有限的重量内能抵受极大的冲击力。此外,相机须在长时间的太空旅程中克服极端温差、辐射、机械振动等挑战,最后仍保持十分高的稳定性。」有赖整个团队努力不懈,以及大学的支持,理大团队在不到三年内,成功研制并交付火星相机,并通过多项相关的太空验证。




    理大多年来积极参与不同的太空探索项目,研制先进的太空仪器。包括为欧洲太空总署2003年火星快车任务研发「岩芯取样器」,并为2011年的中俄联合探索火星任务研发「行星表土准备系统」。理大是香港唯一拥有国际太空任务实战经验的高等院校,自2010年起不遗余力为国家的太空探究项目作出贡献。为支持国家的探月工程,容教授亦与中国空间技术研究院的专家携手研制出「相机指向机构系统」,应用于2013年的嫦娥三号及2019年嫦娥四号的月背探测任务。理大团队现正与中国空间技术研究院紧密合作,为嫦娥五号及嫦娥六号研发「表取采样执行装置」。今年稍后嫦娥五号将会发射到月球进行取样返回。