PDF《88.72 分背后的首都科技创新内涵》

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2016 年3月1日星期二 Tel: (010)

62580722 周刊 卡联科技:互联网+上构建商业模式姻郑金武建设全国科技创新中心 高分四号卫星是我国高分专项系 列卫星之一,于2015 年12 月29 日成 功发射,

2016 年1月4日成功定点地 球同步轨道, 并在当日首次开机成像并 下传数据. 距地面约 3.6 万公里的地球同步轨 道高度, 在这样的 高轨 区域照相, 相机 镜头十分关键.摄影爱好者通常将那些 价格高、 画质强的镜头称为 牛头 . 据高 分专项系统一位不便透露姓名的负责人 介绍,高分四号相机配备的镜头是目前 国际地球静止轨道最大口径的可见红外 一体化镜头, 不但看得清、 看得远、 看得 广,而且能够同时获取可见光和红外图 像,在夜晚和烟雾阻隔时也能实时对地 成像.用火眼金睛般的 高轨牛头 来评 价高分四号相机的镜头, 一点都不为过. 高分四号相机诞生于北京空间机电 研究所.孙大圣的火眼金睛在太上老君 的炼丹炉里炼就,高分四号相机镜头也 经历了研究所科研人员的千锤百炼. 串糖葫芦 成就 高轨牛头 制造 高轨牛头 , 首先是镜片要过 关.北京空间机电研究所相关负责人介 绍, 高分四号相机采用了碳化硅反射镜. 碳化硅非常适宜制造反射镜镜片,但是 其硬度仅次于金刚石, 且属于脆性材料, 非常容易破碎崩裂,磨制镜片是块难啃 的 硬骨头 . 科研人员透露, 镜片采用了 先进的磁流变加工技术,将超硬的碳化 硅反射镜面形加工到纳米级精度.通俗 地讲,面形的平均误差还不到一根头发 丝直径的千分之一. 完美的镜片只是 高轨牛头 制造的 第一步, 装配过程也同样关键. 高分四号 相机镜头需要经过振动试验、热试验等 重重考验,经受的冲击比航天员训练所 受的冲击还要严格数倍,最后还需要经 过火箭发射到太空,因此必须保证镜片 的装配稳定可靠. 为了保证装配过程镜片不变形, 科 研人员采用了一种微应力装配技术, 利 用柔性支撑将娇贵的镜片与金属结构连 成一体, 装配前后镜片变形小于

1 纳米, 即不到一根头发丝直径的万分之一. 有了镜片的完美铺垫,系统装校才 是成就 高轨牛头 的核心环节.这个步 骤有个 通俗形象 的 名字―― ― 串糖葫芦 ,要将各个镜片像串糖葫芦一样, 沿 着看不见摸不着的光轴装配起来形成镜 头.而高分四号相机与众不同, 采用可见 红外一体化成像设计, 分出了多条光路, 排布极其复杂, 整个系统像是一整棵 糖 葫芦树 .为了满足整个复杂系统的要 求, 科研人员采用全数字化装配技术, 对 所有装校过程进行密切监控,保证每片 镜片都位于相应的位置,精度达到微米 量级, 可谓丝毫不差. 高轨牛头 需要在地球同步轨道上 使用, 还需要验证在轨的成像质量.地面 上有重力, 而太空中是失重环境.如果重 力造成的变形过大,镜头在轨时失重导 致镜片位移, 天眼 就有可能变成 近视 眼 .为了避免这种情况, 科研人员采用 先进的零重力验证技术,检测镜片因重 力环境导致的位移.在地面重力环境下, 他们经过准确的测试、 标定、 补偿, 将重 力影响完全排除,获取在轨真实的成像 质量, 保证了高分四号 天眼 在太空中 真正如火眼金睛. 高轨天眼 极大提升分辨率 据了解, 在高分四号之前, 国际上地 球同步轨道光学相机可见光分辨率最高 为500 米,高分四号的加入令这个指标 提升了