據嫦娥一號拍回的照片制作的月球儀。

嫦娥二號CCD立體相機構成圖

　　昨日21時27分，北京航天飛行控制中心對嫦娥二號衛(wèi)星實施了降軌控制，約18分鐘后，衛(wèi)星成功進入了遠月點100公里、近月點15公里的試驗軌道，為在月球虹灣區(qū)拍攝圖像做好準備。

　　據北京航天飛控中心副總工程師周建亮介紹，降低運行軌道是為了讓衛(wèi)星更進一步接近月球，以便對月球虹灣區(qū)進行高分辨率成像。

　　據悉，從27日開始，嫦娥二號衛(wèi)星上的CCD相機將為月球虹灣區(qū)進行拍照。

　　據新華社

　　嫦娥二號昨天晚上成功降軌。本報記者在采訪中了解到，按照計劃，嫦娥二號CCD立體相機今日將開始對月球進行第一、第二、第三次試成像。

　　10月24日，嫦娥二號衛(wèi)星上的CCD立體相機正式開機，目前工作狀態(tài)良好。這臺相機由中科院西安光學精密機械研究所研制，將拍出迄今為止世界上最清晰的月球圖。

　　西安光機所是中國科學院在西北地區(qū)最大的研究所之一。嫦娥一號探月時，就搭載了該所研制的CCD立體相機，拍出了我國首張月球圖。在嫦娥二號任務中，西安光機所繼續(xù)承擔了為嫦娥二號造一臺嶄新“看月眼”的任務。

　　西安光機所所長趙衛(wèi)介紹說，嫦娥二號CCD立體相機的科學目標與嫦娥一號衛(wèi)星CCD立體相機相同，即獲取全月三維立體圖像。月球科學家用相機獲得的科學數字圖像研究月球的地質學構造，繪制地質學綱要圖（專題圖），進而研究月球的起源、演化、月面歷史等，對月球的研究還可以對太陽系的起源與演化提供具有重要價值的信息。

　　嫦娥二號探月的工程目標，是為嫦娥三號登月的著陸區(qū)“虹灣”地區(qū)進行成像，以保證嫦娥三號落得安全。“虹灣”是月球上的一個地理名稱，它是一個很大的區(qū)域，總體上是一塊大平原，但反射率很低。我國的探月分為“繞、落、回”三步走，嫦娥三號將進入“落”的階段，因此要求嫦娥二號衛(wèi)星為嫦娥三號衛(wèi)星的著落器與月球車在“虹灣”地區(qū)尋找一塊非常平坦、幾乎沒有什么障礙物的小區(qū)域，以保障嫦娥三號“落”得安全。

　　這意味著，嫦娥二號衛(wèi)星CCD立體相機不僅要大大提高顯示月表細節(jié)的能力，還要求能在兩種不同的軌道上工作。西安光機所在研制中，采用了多種創(chuàng)新技術，令CCD立體相機的拍攝能力一再提高。按照西安光機所研制相機的實際指標，嫦娥二號CCD立體相機將拍出地面分辨率達到7米的全月面立體圖像，成為迄今為止世界上最清晰的全月圖。

　　CCD立體相機什么樣？

　　CCD立體相機的整體由三部分構成：相機、電纜、電控箱，全重約24公斤。相機的外形像一個箱子上面架了個大漏斗。“漏斗”的壁是遮光罩，擋住妨礙拍攝的光線；“漏斗”與箱子的連接處是鏡頭，兩只“眼睛”通過它往外“看”；箱子里就是兩個CCD探測器，也就是CCD立體相機的最核心部分。這一部分重約10公斤。

　　相機通過電纜與電控箱連接，電控箱不僅要負責為相機供電，還擔當著衛(wèi)星與CCD立體相機的“中介”作用。衛(wèi)星通過它向相機發(fā)送指令，它同時還是一個大容量存儲器，CCD探測器將光學信號轉化為電信號，再通過電控箱轉化為數字信號，通過數轉天線將其傳送回地面。

　　兩只“眼睛”既拍“近照”又拍“特寫”

　　嫦娥二號CCD立體相機主任設計師趙葆常研究員介紹說，嫦娥二號的CCD立體相機有兩個CCD探測器，這是CCD立體相機的核心器件，能把光學鏡頭透過的光信號變成電信號，然后通過信號處理輸出到衛(wèi)星上的存儲設備。它們相當于兩只“眼睛”，不過是透過同一個鏡頭來“看”月球。

　　趙葆常研究員說，如果只有一只“眼睛”，那拍到的圖像只是一個平面，月球上物體的高度是判斷不出來的，最少需要兩只“眼睛”從不同角度看同一個地方，才能判斷出它的高度。嫦娥一號CCD立體相機上有三只“眼”，嫦娥二號變成兩只。趙葆常研究員說，這是因為三只“眼”獲取的數據量太大，會給傳輸帶來不便，而且經過技術改進，嫦娥二號兩只“眼”得到的圖像比嫦娥一號更為清晰。

　　嫦娥一號CCD立體相機的地元分辨率為120米，在其獲得的立體圖像中，只有尺寸比較大的目標才能顯現出來。以月坑為例，只有直徑大于360米的月坑在圖像上才顯示出像芝麻粒大的一個像，尺寸小于360米的月坑就顯示不出來了。

　　而嫦娥二號衛(wèi)星CCD立體相機要求大大提高顯示月表細節(jié)的能力。按照要求，嫦娥二號衛(wèi)星在100公里的圓軌上要有獲取地面分辨率優(yōu)于10米的全月面立體圖像的能力，而按照西安光機所研制的CCD立體相機的實際指標，這一數字可達到7米。迄今為止，國際上還沒有分辨率優(yōu)于10米的全月立體圖像。

　　由于要為嫦娥三號著陸區(qū)探路，嫦娥二號還要降到15公里×100公里的橢圓軌道上為“虹灣”拍照。在這一高度，CCD立體相機具有獲取地元分辨率優(yōu)于1米左右的局域超高分辨率立體圖像的能力。在對“虹灣”地區(qū)的成像中，只要月坑直徑大于3米都可以清晰發(fā)現。

　　研制難度大大高于美國同類相機

　　與其他國家衛(wèi)星搭載的CCD立體相機相比，嫦娥二號CCD立體相機有何長處？趙葆常研究員表示，從衛(wèi)星整體來看，嫦娥二號和美國2009年發(fā)射的月球探測軌道衛(wèi)星各有千秋，只是拍照的方法不同，但是CCD立體相機的研制難度比美國的要大得多。

　　美國發(fā)射的月球探測軌道衛(wèi)星上搭載了兩臺相機，一臺中窄視場相機，只針對特定地區(qū)成像；一臺寬視場相機，它的地元分辨率很低，用于獲取月球立體圖像。而嫦娥二號的CCD立體相機則“身兼二職”。

　　趙葆常研究員說，用一臺相機能同時獲取月球赤道附近高反照的“強光目標”與月球極區(qū)低反照的“弱光目標”的三維立體圖像，這在技術上十分困難，很難做成。因為這要求照相機必須有非常大的動態(tài)范圍，美國學者把它分做兩臺，自然就會容易得多。而要做到用一臺相機同時完成“近景”和“特寫”，除了有非常大的動態(tài)范圍外，還有非常高的探測靈敏度，這都是在研制中需要解決的技術難題。

　　用嫦娥二號的照片

　　做個更精密的月球儀

　　嫦娥一號拍回的月球照片對光機所的科研人員是一個巨大的鼓舞，嫦娥二號任務對他們也是一個巨大的挑戰(zhàn)。趙衛(wèi)說，從2008年9月接到任務到2009年8月交付，不到一年時間，西安光機所研制出4臺CCD立體相機，最后一臺搭載到了嫦娥二號上。而一般研制出這樣一臺相機都需要兩到三年。

　　在采訪中，趙衛(wèi)拿出一個月球儀做演示，這個月球儀就是根據當初嫦娥一號拍攝回來的照片制作的，比例為1∶1千萬。“嫦娥二號的照片回來后，我們要做一個更精密的。”趙衛(wèi)信心滿滿地說。

　　本組稿件除署名外由記者孫佳

　　實習生 陳才鵬 采寫

　　圖片由記者王幼健攝