2018年12月8日,嫦娥四號探測器成功飛天,承載著著陸月球表面,更深層次、更全面地科學探測月球地質、資源,完善月球的檔案資料的任務開啟了月球探測旅程。兩年間,“玉兔二號”累積行駛447.68米,實施了巖石探測、撞擊坑探測等科學探測試驗,揭示了月球背面著陸區域地下40米深度內的地質分層結構……一系列成果喜人。
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2020年5月17日,嫦娥四號著陸月球背面的第500個地球日,伴隨著月球背面迎來的曙光,嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”月球車分別于3時25分和16日11時53分,受光照自主喚醒,迎來第18月晝工作期。嫦娥四號著陸器和“玉兔二號”的“蘇醒”,再次科學家們對探月充滿期待。
 
我們知道,無論是航空航天,還是勘探月球,都需要無數頂尖設備和技術的支持。而“玉兔二號”和嫦娥四號探測器作為“拓荒者”成功著陸月球背面,并為我們傳回大量珍貴資料,更是向我們展現了科學探測裝置的“絕技”,其中紅外成像光譜儀作為唯一一臺服務于月球礦物組成探測與研究的儀器,在月背勘探工作中發揮了極為重要的作用。
 
紅外成像光譜儀是由中科院上海技術物理研究所研制的一臺紅外光譜的成像探測設備,儀器具備可見近紅外譜段的光譜成像功能和短波紅外譜段的光譜探測功能,可以獲取月球表面圖像信息,或根據光譜來鑒別物質以及確定物質的化學組成和相對含量。
 
據了解,紅外成像光譜儀由可見近紅外的成像光譜儀、短波紅外光譜儀及定標防塵組件高度集成而成,包括輕型復合結構、超聲驅動定標防塵隔熱一體化組件、聲光調制分光光學系統、數據獲取及處理模塊,主控系統等,還采用了先進的射頻驅動聲光可調濾光技術和超聲電機。其中定標防塵組件在對系統起到隔熱保溫作用的同時,還能保護光學不被月塵污染。
 
從嫦娥三號到嫦娥四號,經過多年技術積累,紅外成像光譜儀研發水平不斷提升,儀器內部軟件不斷更新換代,最終成品不僅具有性能高、體型小、集成度高的特點,還能適應極端環境,滿足在月球表面工作和生存的需求。
 
在紅外成像光譜儀的助力下,我們獲得了月球背面物質構成的第一手資料??茖W家們根據紅外成像光譜儀的就位光譜探測數據,獲得了兩大科研成果:揭示了月球背面的物質組成,驗證了月幔富含橄欖石??梢哉f,紅外成像光譜儀在探月工程中的成功應用,加深了人類對月球形成與演化的認識。
 
5月19日,2019年度上海市科學技術獎勵大會召開。嫦娥三號、嫦娥四號搭載紅外成像光譜儀的關鍵技術——“月球及行星表面圖譜原位探測方法與關鍵技術”獲上海市技術發明一等獎。此后,該技術還將向“嫦娥五號”等空間型號和軍民融合領域推廣,相信在該技術的支撐下,還將有更多尖端光譜類科學儀器。
 
或許有人會疑惑,探月到底能為我們帶來什么效益?或許探月工程不能直接解決我們“吃什么、穿什么、用什么”的問題,但卻終將推動我國深空測控通信、運載火箭等航天技術的跨越式發展,帶動人工智能、信息技術、新能源技術、新材料技術等的創新,促進我國天文學、宇宙學等基礎研究的進步。未來,我國探月事業還將向縱深發展,為人類社會的發展帶來更多福利。而在這個過程中,紅外成像光譜儀等高端儀器設備也還會繼續發光發熱。
 
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