我國“嫦娥四號”探月工程在人類歷史上，首次實(shí)現(xiàn)了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察。1月11日16時(shí)47分，北京航天飛行控制中心大屏幕上，呈現(xiàn)出嫦娥四號著陸器和巡視器的互拍影像圖。圖像清晰地顯示了著陸器和巡視器周圍的月背地形地貌，兩器上的五星紅旗分外醒目。

這一景象的獲得，就是由中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所研制的全景相機(jī)所拍攝，讓全世界人們看到了鮮艷的五星紅旗，隨中國制造的探測器在月球背面熠熠閃耀。

全景相機(jī)具有黑白和彩色兩種成像模式

在這次具有歷史意義的嫦娥四號探月工程中，西安光學(xué)機(jī)所研制的嫦娥四號全景相機(jī)肩負(fù)拍攝著陸器彩色照片的重任。

在黑漆漆的月球背面，嫦娥四號全景相機(jī)是如何操作完成任務(wù)的呢？“嫦娥四號全景相機(jī)由兩臺一模一樣的相機(jī)組成，安裝在玉兔二號巡視器的桅桿上，距月面的距離是1.5米，這與一個(gè)正常人眼睛離地面的距離相當(dāng)。兩個(gè)相機(jī)之間的距離是270毫米，就像是人的兩個(gè)眼睛一樣，能夠?qū)崿F(xiàn)三維立體成像，跟隨巡視器對巡視區(qū)進(jìn)行近距離勘測，從而仔細(xì)觀察月球的地形地貌。”

1月10日，西安光學(xué)機(jī)所月球與深空探測技術(shù)研究室主任、嫦娥四號全景相機(jī)主任設(shè)計(jì)師楊建峰向記者介紹說，“全景相機(jī)依靠桅桿的左右旋轉(zhuǎn)和上下俯仰，可以360度旋轉(zhuǎn)拍攝周邊圖像，在工作中它將拍攝幾十上百張圖片，再拼接出整個(gè)環(huán)拍區(qū)域地形地貌的全部形態(tài)。”

嫦娥四號全景相機(jī)具有黑白和彩色兩種成像模式，可實(shí)現(xiàn)從巡視器腳下到月球邊際無窮遠(yuǎn)的清晰成像，并且在近距離觀測時(shí)可實(shí)現(xiàn)毫米量級的空間分辨率。同時(shí)，全景相機(jī)拍攝的圖像也將對巡視器上其他載荷的探測起到指導(dǎo)作用。

嫦娥四號全景相機(jī)正樣產(chǎn)品照片（西安光機(jī)所供圖）

全景相機(jī)體重從10千克“減肥”到650克

針對國家探月工程及深空探測的科學(xué)布局，西安光機(jī)所成立了月球與深空探測技術(shù)研究室。在研制嫦娥四號全景相機(jī)過程中，需要攻克哪些焦點(diǎn)難題呢？

楊建峰介紹：“我們攻克的難題有很多，尤其是如何讓全景相機(jī)在月球上拍攝清晰鮮艷的國旗照片，我們就在根據(jù)色譜學(xué)在真空環(huán)境下進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)。還有，怎樣才能不讓月球上的揚(yáng)塵影響拍攝效果等。”

為了保護(hù)相機(jī)，研究團(tuán)隊(duì)在相機(jī)頂部加了一層散熱膜，能在月球最高溫度達(dá)到100多度時(shí)更好地保護(hù)相機(jī)。

研究室在持續(xù)的研發(fā)過程中，嫦娥系列相機(jī)根據(jù)不同的勘測任務(wù)，也進(jìn)行了幾次“減肥”，從嫦娥一號相機(jī)的10千克到嫦娥四號現(xiàn)在只有650克，團(tuán)隊(duì)在探索實(shí)踐中所經(jīng)歷的艱辛可想而知！

承擔(dān)嫦娥五號嫦娥六號全景相機(jī)研制

據(jù)了解，自2003年我國正式啟動(dòng)探月工程以來，該團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了嫦娥一號CCD立體相機(jī)和干涉成像光譜儀、嫦娥二號CCD立體相機(jī)、嫦娥三號全景相機(jī)和月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，以及嫦娥四號全景相機(jī)等有效載荷的研制，圓滿完成各項(xiàng)工程任務(wù)和科學(xué)目標(biāo)。

嫦娥一號CCD立體相機(jī)為我國獲取了首幅地面分辨率為120m的全月立體圖，圖像清晰、層次豐富，為當(dāng)時(shí)國際上最完整的全月面圖像；嫦娥一號干涉成像光譜儀獲得了84%月表面積的清晰多光譜圖像，科學(xué)家們用該原始數(shù)據(jù)，成功反演了月表主要礦物分布和鋁、鎂、鈦等元素的含量。

嫦娥二號CCD立體相機(jī)為我國獲取了首幅分辨率優(yōu)于7m的全月圖及月面虹灣地區(qū)1.3m分辨率圖像，為嫦娥三號落月探測勘察了“落腳點(diǎn)”；搭載于“玉兔號”巡視器上的嫦娥三號全景相機(jī)實(shí)現(xiàn)了我國首次月表實(shí)地高分辨率立體成像，獲得了大量科學(xué)數(shù)據(jù)用于月表地形地貌研究，同時(shí)獲得了著陸器清晰鮮艷的彩色照片，為標(biāo)志嫦娥三號成功實(shí)現(xiàn)兩器互拍提供了保證；月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)了人類首次月基天文觀測，從月面著陸到現(xiàn)在，望遠(yuǎn)鏡一直工作正常，共發(fā)回?cái)?shù)萬張從月面獲得的星圖，是嫦娥三號獲得有效數(shù)據(jù)最多的載荷，也是唯一還在工作的載荷。

據(jù)悉，西安光機(jī)所作為我國深空探測領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)精湛的主力軍，目前正在承研嫦娥五號全景相機(jī)、嫦娥六號全景相機(jī)，并承擔(dān)我國首次火星探測工程著陸巡視器多光譜相機(jī)、環(huán)繞器中分辨率相機(jī)光機(jī)組件、著陸巡視器顯微相機(jī)電子學(xué)組件等研制任務(wù)。