天宮上的“自拍桿”拍出300多幅圖像 專家詳解
早上,天宮二號空間實驗室上搭載的一顆小衛星在太空中成功釋放,并且對天宮二號和神舟十一號組合體進行了第一次拍照,現在首批圖像已經傳回到地面了。那么從太空中看組合體是什么樣子的呢?一起來看看。
伴飛小衛星回傳的首批圖像共有300多幅,全部來自衛星上搭載的一臺紅外魚眼相機。小衛星與天宮二號分開之后,紅外相機開始工作,并在與組合體距離由近及遠的過程中,對組合體進行拍照。
伴飛小衛星紅外魚眼相機拍攝的照片
載人航天工程空間應用系統副總設計師 呂從民:
這幅圖是伴飛衛星釋放初期,獲取的一幅組合體的紅外影像,這個相對距離大致是29米左右,從這張圖中可以看到,上半部分是天宮二號,下半部分是神舟飛船,大家看到圖像的上部有幾塊局部區域顏色比較淺一些,就是一些對地一些設備處于工作狀態。
這顆小衛星是在10月23日上午7點31分從天宮二號上成功釋放,當時兩位航天員景海鵬和陳冬,用手中的攝像機拍攝到了伴星從天宮二號下方掠過的視頻。
載人航天工程空間應用系統副總設計師 呂從民:
這個黑色的立方體就是伴飛衛星,可以看到伴飛衛星在組合體前下方在高速運動,這個白顏色的主要是云,地面空間的云,這個伴飛衛星釋放是在我們喀什站,可以看到這是從喀什在沿著軌道運動到三亞沿途,我們祖國上空陸地還有大氣的狀態。
據了解,伴飛小衛星預計在10月底飛越組合體上空進行成像觀測,之后與天宮二號開展近距離編隊駐留試驗和航天新技術驗證試驗,進一步拓展空間應用。
解密伴星:天宮上的“自拍桿”
這次回傳的首批圖像,都是來自于天宮二號上攜帶的一顆小衛星,它就像是一個無線遙控的自拍桿,正是在它的幫助之下,才有了天宮二號和神舟十一號飛船的第一張太空合影。
此次,天宮二號搭載了一顆小衛星,它的名字叫伴星一號,在神舟十一號和天宮二號進行組合飛行時,它就會被釋放出來進行拍攝工作。這就好比是一個靈活的自拍桿,給觀察天宮和神舟太空牽手提供了一個全新視角
中科院微小衛星創新研究院伴星型號總師兼總指揮 陳宏宇:
上面裝了兩臺相機,一個是可見光相機,是2500萬,可能跟現在主流的商用數碼相機差不多了,再一個紅外相機,就能看到它表面的熱的一個分布,看哪個溫度有異常的升高或者降低是非常有幫助的,所以通過這兩個相機可以對這種大型航天器,我們叫像小護士一樣,做它的這個監視,故障檢測都非常有幫助的。
雖然執行的是個小護士一樣的角色,伴星事實上仍是一顆麻雀雖小五臟俱全的衛星。它可以通過太陽光獲得能量,靠復雜的機械運動調整自己的姿態和飛行軌跡,甚至還能通過增加不同的模塊,完成不同的功能,這樣的微小衛星,其實也正在成為中國航天技術突破的新方向。
在中科院微小衛星創新研究院,天宮二號伴星誕生的地方,這里我們還可以看到它很多的同門師兄弟,各種各樣的微小衛星,比如這顆,它采用的是和天宮二號伴星基本一樣的結構,我們看它的大小,和我們家用的臺式電腦的主機差不多,它的重量大概是40公斤,雖然我搬動它還有點費勁兒,但是對于運載能力數以噸計的火箭來說,一次發射幾十顆這樣的衛星都是不再話下的。但是,這還不是這里研制的最小的衛星。這最小的衛星有多大呢?
中科院微小衛星創新研究院伴星型號總師兼總指揮 陳宏宇:
它的尺寸只有1分米×1分米×1分米,所以我們也叫它立方星,表示1立方分米的意思,它重量也很輕。
太空拍照 軌道控制是關鍵
天宮二號空間實驗室內部一共有50多臺科學設備,它們要跟隨天宮二號一同進入太空,開展空間科學實驗。在眾多的科學設備中,別看這顆小衛星的體積不大,但是想要控制好它完成任務,卻需要很高的技術才行。
這一次伴星一號跟隨天宮二號一同進入太空,作為一名攝影師,它要完成三大任務。
北京航天飛行控制中心軌道室研究員 李革非:
一項就是伴星要對這個組合體進行飛越觀測。第二項任務是相對組合體或者是天宮,跟它相距一定的位置,然后進行一些駐留的這種試驗。
第三個任務,就是因為伴星在釋放過程當中,會有這個飛行安全的問題。那么進行這個安全規避,也是它的一項非常重要的一個任務。
對于一個攝影師來說,這三個任務聽起來并不難。但是在太空中,天宮二號和神舟十一號飛船組合體是處在高速飛行過程中,要想給它們拍一張清楚的照片并不那么容易,所以就要依靠高精度的軌道控制。
北京航天飛行控制中心軌道室研究員 李革非:
我們要滿足這個它飛越觀測的光照條件。跟太陽和我們的組合體,還有伴星的光照的關系,這個地方需要進行精密的計算。
李革非說,僅飛越觀測這一項任務,就需要6次軌道控制才能完成。而想要完成3項任務,軌道控制次數就要成倍的增加。此外,在這顆小衛星在脫離天宮二號以后,還要精確計算衛星、天宮二號空間實驗室和神舟十一號飛船之間的距離,避免一個不小心發生碰撞。
北京航天飛行控制中心副主任 李劍:
我們地面要同時對這三個目標進行相關聯的軌道控制和設計,要確保它們在空間的安全,這個也為我們的軌控策略帶來了新的挑戰。