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揭秘天宫上的“自拍杆” 专家详解首批图像

  • 央视新闻
  • 2016/10/24 15:24
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23日早上,天宫二号空间实验室上搭载的一颗小卫星在太空中成功释放,并且对天宫二号和神舟十一号组合体进行了第一次拍照,现在首批图像已经传回到地面了。那么从太空中看组合体是什么样子的呢?一起来看看。

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飞小卫星回传的首批图像共有300多幅,全部来自卫星上搭载的一台红外鱼眼相机。小卫星与天宫二号分开之后,红外相机开始工作,并在与组合体距离由近及远的过程中,对组合体进行拍照。

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伴飞小卫星红外鱼眼相机拍摄的照片

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伴飞小卫星红外鱼眼相机拍摄的照片

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伴飞小卫星红外鱼眼相机拍摄的照片

载人航天工程空间应用系统副总设计师 吕从民:这幅图是伴飞卫星释放初期,获取的一幅组合体的红外影像,这个相对距离大致是29米左右,从这张图中可以看到,上半部分是天宫二号,下半部分是神舟飞船,大家看到图像的上部有几块局部区域颜色比较浅一些,就是一些对地一些设备处于工作状态。

这颗小卫星是在10月23日上午7点31分从天宫二号上成功释放,当时两位航天员景海鹏和陈冬,用手中的摄像机拍摄到了伴星从天宫二号下方掠过的视频。

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载人航天工程空间应用系统副总设计师 吕从民:这个黑色的立方体就是伴飞卫星,可以看到伴飞卫星在组合体前下方在高速运动,这个白颜色的主要是云,地面空间的云,这个伴飞卫星释放是在我们喀什站,可以看到这是从喀什在沿着轨道运动到三亚沿途,我们祖国上空陆地还有大气的状态。

据了解,伴飞小卫星预计在10月底飞越组合体上空进行成像观测,之后与天宫二号开展近距离编队驻留试验和航天新技术验证试验,进一步拓展空间应用。

解密伴星:天宫上的“自拍杆”

这次回传的首批图像,都是来自于天宫二号上携带的一颗小卫星,它就像是一个无线遥控的自拍杆,正是在它的帮助之下,才有了天宫二号和神舟十一号飞船的第一张太空合影。

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此次,天宫二号搭载了一颗小卫星,它的名字叫伴星一号,在神舟十一号和天宫二号进行组合飞行时,它就会被释放出来进行拍摄工作。这就好比是一个灵活的自拍杆,给观察天宫和神舟太空牵手提供了一个全新视角。

中科院微小卫星创新研究院伴星型号总师兼总指挥 陈宏宇:上面装了两台相机,一个是可见光相机,是2500万,可能跟现在主流的商用数码相机差不多了,再一个红外相机,就能看到它表面的热的一个分布,看哪个温度有异常的升高或者降低是非常有帮助的,所以通过这两个相机可以对这种大型航天器,我们叫像小护士一样,做它的这个监视,故障检测都非常有帮助的。

虽然执行的是个小护士一样的角色,伴星事实上仍是一颗麻雀虽小五脏俱全的卫星。它可以通过太阳光获得能量,靠复杂的机械运动调整自己的姿态和飞行轨迹,甚至还能通过增加不同的模块,完成不同的功能,这样的微小卫星,其实也正在成为中国航天技术突破的新方向。

在中科院微小卫星创新研究院,天宫二号伴星诞生的地方,这里我们还可以看到它很多的同门师兄弟,各种各样的微小卫星,比如这颗,它采用的是和天宫二号伴星基本一样的结构,我们看它的大小,和我们家用的台式电脑的主机差不多,它的重量大概是40公斤,虽然我搬动它还有点费劲儿,但是对于运载能力数以吨计的火箭来说,一次发射几十颗这样的卫星都是不再话下的。但是,这还不是这里研制的最小的卫星。这最小的卫星有多大呢?

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中科院微小卫星创新研究院伴星型号总师兼总指挥 陈宏宇:它的尺寸只有1分米×1分米×1分米,所以我们也叫它立方星,表示1立方分米的意思,它重量也很轻。

太空拍照 轨道控制是关键

天宫二号空间实验室内部一共有50多台科学设备,它们要跟随天宫二号一同进入太空,开展空间科学实验。在众多的科学设备中,别看这颗小卫星的体积不大,但是想要控制好它完成任务,却需要很高的技术才行。

这一次伴星一号跟随天宫二号一同进入太空,作为一名摄影师,它要完成三大任务。

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北京航天飞行控制中心轨道室研究员 李革非:一项就是伴星要对这个组合体进行飞越观测。第二项任务是相对组合体或者是天宫,跟它相距一定的位置,然后进行一些驻留的这种试验。

第三个任务,就是因为伴星在释放过程当中,会有这个飞行安全的问题。那么进行这个安全规避,也是它的一项非常重要的一个任务。

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对于一个摄影师来说,这三个任务听起来并不难。但是在太空中,天宫二号和神舟十一号飞船组合体是处在高速飞行过程中,要想给它们拍一张清楚的照片并不那么容易,所以就要依靠高精度的轨道控制。

北京航天飞行控制中心轨道室研究员 李革非:我们要满足这个它飞越观测的光照条件。跟太阳和我们的组合体,还有伴星的光照的关系,这个地方需要进行精密的计算。

李革非说,仅飞越观测这一项任务,就需要6次轨道控制才能完成。而想要完成3项任务,轨道控制次数就要成倍的增加。此外,在这颗小卫星在脱离天宫二号以后,还要精确计算卫星、天宫二号空间实验室和神舟十一号飞船之间的距离,避免一个不小心发生碰撞。

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北京航天飞行控制中心副主任 李剑:我们地面要同时对这三个目标进行相关联的轨道控制和设计,要确保它们在空间的安全,这个也为我们的轨控策略带来了新的挑战。


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