月基光学望远镜研究2013年12月14日21时11分,嫦娥三号探测器成功着陆在月球虹湾区,标志着我国首次实现了在地外天体的软着陆。15日4时35分,嫦娥三号着陆器与巡视器分离,“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面,两器互拍后,巡视器将巡游勘测,着陆器将定点探测。
主要科学任务获取巡视器巡视月表区的三维光学图像,用于巡视区地形地貌、撞击坑及地质构造的解析和综合研究。
月基光学望远镜,作为着陆器的有效载荷之一,将承担月基光学天文观测的科学任务,这是人类首次实现依托地外天体平台开展自主天文观测。据西安光机所月基光学望远镜副指挥杨建峰介绍,紫外月基光学望远镜将使“白天看星星”成为现实。
月基光学望远镜由望远镜主体和反射镜二维转台两部分组成,重达10多公斤,转台搭载反射镜实现二维转动,使得指定空域的目标在望远镜主体中成像,可以实现对同一目标的长期连续观测,也可以扫视深空实现对不同天区的观测。
月基光学望远镜通过月基光学望远镜人们站在地球上实现在月球上仰望星空。月球自传一天是27.3天,比地球自转慢27倍到28倍,所以在月球上看星星时,可以看十多天,这样的话就可以得到更多的数据。
在地球上往短波方向的光基本被大气过滤掉,用望远镜观测时看到的都是可见光、红外等往长波方向的光。而月基光学望远镜,是在紫外波段工作的,月基光学望远镜和地球上的望远镜同步工作,地球上能得到这个波段的数据,月球上能得到另外一个波段的数据,这个就可以得到星体从短波到长波观测数据,对科研是非常有意义的。
用于获得目标高清晰图像和距离信息,具有全景成像、辅助导航等多种功能。它安装在月面巡视器桅杆上,两台相机相当于人的两个眼睛。能够仔细观察月球的地形地貌。同时,全景相机能够360度旋转,同时每隔13度就俯仰转圈、拍照,还能根据光照条件的不同自动曝光控制功能,适应各种光感。
根据月面环境要求,在设计的时候充分考虑到这些因素,所以全景相机采用独立控温措施,可在零下50度和零上75度温度范围内生存。这项技术也是全景相机的一个亮点。
在地球上看星星必须在夜深人静,杂散光很少的时候,但在月球上由于夜间无光、无电,设备基本都处于休眠状态,因此在月球上看星星必须在白天,而白天由于太阳照射,光线强烈、刺眼,星星看上去比较弱。但月基光学望远镜克服这一环境,实现了“白天看星星”,在地球上都办不到,利用月基光学望远镜在月球上得到实现。
月基光学望远镜之所以能在月球发挥优势:
一是月球自转比地球缓慢,月球自转一周需要27天多,长时间自转就可实现对一个目标长达300多小时的持续跟踪。
二是月球表面没有大气干扰,月基光学望远镜在近紫外波段工作,地球上无法实现次波段的深空观测。
曾在我国探月工程嫦娥一号、二号任务中做出重要贡献,拍摄出世界最全最清晰月面图的中科院西安光机所,为嫦娥三号任务研制了全景相机、紫外月基光学望远镜、巡视器(月球车)的导航、逃障相机光学系统、星敏感器光学系统以及箭载摄像装置。
西安光机所研发的月基光学望远镜使人类站在地球上实现在月球上仰望星空,首次实现依托地外天体平台的天文观测。
“月基光学望远镜工作在紫外谱段,可获得在地球无法获得的观测结果,且抗杂光干扰能力强,能够适应月面环境,最主要是重量非常轻。”月基光学望远镜副主任设计师阮萍介绍。