设计师赵葆常揭秘嫦娥CCD相机

今天晚上，嫦娥二号卫星将开始降轨，从100公里×100公里的圆轨道进入100公里×15公里的椭圆轨道，并开始为月球拍特写，为嫦娥三号的着陆点提供高精度成像。 pm$,B7Q`oO  
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　　本报记者日前独家专访中国科学院西安光学精密机械研究所(西安光机所)所长、嫦娥二号CCD相机的主任设计师赵葆常，就CCD相机的技术攻关难题、相机本身的设计以及整个研制团队的努力过程进行了全程揭秘。 = q9>~E{}  
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　　不到一年研制出嫦娥二号CCD相机 jv<BGr=4;  
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　　《法制晚报》(以下简称“FW”)：西安光机所是什么时候接到CCD相机的研制任务的？ 4]0|fi3}>  
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　　赵葆常(以下简称“赵”)：要说到此次任务，首先要提到嫦娥一号，因为嫦娥一号里面也有一台CCD相机，也是我们西安光机所造的。 -twV?~f  
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（本文转自：法制晚报） gd^1c}UZX  
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　　嫦娥一号上的CCD相机分辨率达到120米，而美国的只有108米。嫦娥一号CCD相机拍摄的全月图，也比美国拍摄的清楚很多。 Zy _A3m{  
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　　当时有人说中国的照片是假的，是抄美国的。不是，就是中国人照出来的。这就是有了力量，你说话的口气也硬了。你如果做不出来，再说什么也没用。现在可能很多人都知道，原来月球上那么多坑坑洼洼的地方。月球就是那样，千疮百孔。 DcaVT]"  
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　　2008年8月8日，国防科工局通知我们，嫦娥二号CCD相机还是由西安光机所造。我们2009年8月5日交的相机。 `VY -3  
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　　FW：网上有一种说法，那就是咱们的相机分辨率不如美国的。 \E1[ /  
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　　赵：我们的是120米，他们的是108米，这两个分辨率是差不多的。 =UYZ){rt9E  
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　　这两个图像在北京天文台的展示大厅有，一面墙上贴的是美国的克莱门汀的照片。这我还得说，里面有很多天窗，就是没有照到的地方，我们的照片全。 <x@brXA  
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　　对我们的农林地球卫星来说，探测森林面积，它不需要太高的地面分辨率，几十米、一百米就够了。你不可能一平方米一平方米看树木长得怎么样，没必要。 ukb2[mb*u  
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　　月球也是这样。你是为粗略地看，120米就够了。大坑你也能看到，大山你也看得到，但是更细的东西你就看不到了。 8sjAr.iT.  
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　　FW：当时是不是有人提出来要跟日本的比一下？ 'MH WNPG0  
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　　赵：对，当时说跟日本的比一下。日本的指标提出的分辨率是10米，但是日本的设计师说在南北纬70度之间能拿到立体图像，两极做不到。 ]8FSs/4  
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　　我这个相机分辨率是10米，也就是说南北纬70度之间分辨率为10米，我可以保证拿到立体图像，两极我做不到。 T#%r\f,l0  
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　　印度也做了一个立体的相机。印度的地面分辨率是变的，到赤道时5米，到其余的地方时160米，因为赤道光强。两极太阳光是平照过去的，光弱。 eFS;+?bu  
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　　直径超3米坑地图都可显示 U;p"x^U`  
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　　FW：与嫦娥一号相比，在轨道方面，嫦娥二号要飞得更低，近月点最近处将要达到15公里，那么嫦娥二号CCD相机与嫦娥一号CCD相机比，更独特的创新之处在哪呢？ T {Q]  
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　　赵：根据当时的条件，CCD相机的地面分辨率为120米。上级给嫦娥二号下达的任务，是在100公里的轨道上时，能获得整个月球的照片，且分辨率优于10米。等相机做成后，实际的分辨率能达到7米，分辨率越小肯定越好。 ':YFm  
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　　而在100公里×15公里的椭圆轨道上，也就是在“虹湾”区照相时，上级下达的任务是地面分辨率优于1.5米，现在媒体普遍报道的也是这个数据。实际上，现在嫦娥二号CCD相机在100公里×15公里的椭圆轨道上时，地面分辨率能做到1米。也就是说超指标完成。 0mk-o  
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　　FW：那是我们在“虹湾”区能拍到的最高分辨率吗？对我们的工作有哪些方面的帮助？ a<-NB9o~v  
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　　赵：嫦娥二号这个事情做成之后，可以给地质学家提供更精细的立体图像，这样可以让他们对月球地质构造的研究更细，这是第一个目的。 @)=\q`vV  
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　　第二个目的是我们马上要发射嫦娥三号了，嫦娥三号有一个着陆车，要降到月球上去。现在国防科工局已经选了着陆点，选在"虹湾"区。 `%_yRJd|;  
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　　“虹湾”是月球上的一个地理名称，相当于我们说的墨西哥湾。那里没有水，没有海。北面和西面都是被山包围的，东南面是比较开阔的那么一块地方。那块地方基本上是比较平的，但是那个区域很大。 tmEF7e`(o  
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　　嫦娥三号需要嫦娥二号选一个着陆的地方，那个地方是相当平坦的。就是不要掉到坑里面去，掉到坑里面就出不来了嘛。所以就有那么一个任务，嫦娥二号在"虹湾"区是要在1米拿到照片。 :4RD.l  
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　　FW：嫦娥二号拍出来的照片分辨率那么小，你能直观地告诉我们是什么样的吗？ x&>zD0\ :\  
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　　赵：嫦娥一号地面分辨率是120米，在我们的地图上能看到的小芝麻点直径大概都是360米。 gI<e=|J6w  
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　　嫦娥二号“虹湾”区成像是个什么概念呢？直径大于3米的一个坑，在地图上可以显示出来。 KqC8ozup  
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　　地图上没有显示出来的，就是直径比3米还小的坑，只要直径比3米大，地图上都可以显示出来。 nP`#z&C  
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　　“虹湾”区的图像完全是为了给嫦娥三号铺路，所以，7米的分辨率是为地质学家提供更加详细的月球图。“虹湾”区的图像、7米的全月图像就是我们的目标。 )fSO|4  
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　　我国进入军事侦察相机行列 b.HfxYt(  
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　　FW：分辨率是1米多，还不是太精确，最精确的大致是多少？ #+dF3]X(&  
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　　赵：从军事侦察来讲，高分辨率要求达到1米以下。但是要看轨道高度。比如说中低轨五六百公里的轨道高度，要求军事应用的话，做到1米的分辨率。轨道低点，可以做到1米、0.5米，包括0.3米。 }!-BZIOlO  
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　　美国人的最高分辨率是0.1米，那个很难做，但是他们做到了。但一般来讲1米、0.5米基本上就够用了，就军事侦察相机来讲，我们国家也跨入这个行列了。 J*HZ=6L  
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　　FW：那知识产权都是我们自己的吗？换句话说，相机都是我们自主研发的吗？ e$!01Y$HI  
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　　赵：当然，全是西安光机所造的。相机上用的光学玻璃也都是国产的。国产玻璃跟国外玻璃比起来价钱差20倍。嫦娥一号、嫦娥二号用国产玻璃，花费不到20万，但是从国外买则需要100多万。与国产玻璃相比，不得不承认国外玻璃有优点，其化学稳定性比较好，不容易腐蚀。 es]S]}JV  
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　　玻璃腐蚀的时候，表面有发毛的，就像起雾那么一种东西，能降低拍照的清晰度。但是玻璃是因为表面被空气冲击了，才会腐蚀。 `s[77V>  
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　　如果将它包裹住，空气接触不到，也就不会腐蚀了。再说在太空中没有空气，就更没关系了。所以国产玻璃的缺点是可以避免的。但CCD不是国产的，CCD是从加拿大的达索公司买的。 d@-s_gw  
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　　现在的CCD基本上都是国外的。我们正在和其他单位合作，希望能把它国产化。 jm~(OLg  
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　　FW：所里多少人参加了这个研发工作？ )X-~+X91S  
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　　赵：加到一块，科技组的有30多人，再加上检测加工的技术工人，有100多人。要是此次拍照顺利进行，我们将可以获得7米的全月图像，到现在为止国际上没有。 Py?E
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　　嫦娥一号时期获取的120米的全月图像，到目前为止，全世界范围内我们的还是最全的，别的国家包括美国都没有将整个月球的图片全拿下来。 Wp5w}
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　　嫦娥一号是绕了500多圈，最终得到了全月图像。 (H=7(  
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　　咱们获取7米的全月图像在技术上要比嫦娥一号时期获取120米的全月图像难很多。 P!uwhha/g  
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　　本版文/记者李莎莎 Y;qA@|  
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　　嫦娥二号历程 8Ter]0M&  
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　　10月1日卫星发射 +[W_Jz  
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　　10月2日第一次紫外导航/拍图、第一次中途修正 47]?7GU,  
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　　10月3日第二次中途修正 [}p/pj=  
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　　10月4日X频段试验 i;+]Y  
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　　10月5日第三次中途修正 =lyP &u  
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　　10月6日第一次近月制动 # MpW\y
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　　10月7日平面机动 "l8
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　　10月8日第二次近月制动(未实施) gW0{s[}T  
Y@&1[Z  
　　10月9日第三次近月制动(未实施) ]U9f4ODt  
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　　10月11日卫星环月(侧飞模式) '3n?1x  
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　　10月14日降落相机成像试验、有效载荷设备开机 .)eJL  
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　　10月24日CCD相机成像试验 4VPJv>^  
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　　10月26日4×10N推力器轨控方式降轨进入100公里×15公里轨道 C
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　　10月27日第一次试成像(激光)、第二次试成像(地速)、第三次试成像(行频)、进入“虹湾”区成像(16圈) I\8f`l  
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　　10月29日控制卫星进入近月点为15公里的椭圆轨道