光電技術(shù)在深空探測中的應(yīng)用

袁陽 錢榮新 張靜 南京郵電大學(xué)

2007年，我國“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射，時(shí)隔三年，“嫦娥二號(hào)”也成功發(fā)射升空，順利進(jìn)入預(yù)定軌道，進(jìn)行了一系列工程與科學(xué)研究，獲得了極高分辨率的月球表面圖像、月球物質(zhì)資料等，這是我國深空探測領(lǐng)域所取得的巨大成就，而這都離不開光電技術(shù)的應(yīng)用。

1 光電技術(shù)概述

光電技術(shù)，主要指的是光電信號(hào)轉(zhuǎn)換及處理、光電器件原理和應(yīng)用等技術(shù)，其基礎(chǔ)理論是光輻射源探測，可用于信號(hào)的解調(diào)、調(diào)制，相關(guān)探測技術(shù)、各類光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析。隨著我國科技的進(jìn)步，光電技術(shù)越來越完善，通過在“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”的搭載使用，為深空探測提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，有力的推動(dòng)了我國航天科技的發(fā)展。其中的光學(xué)敏感期被大量的應(yīng)用于太陽敏感器、地球紫外線敏感器等等。

光電技術(shù)的研究與應(yīng)用，為人類解決太空探測難題提供了關(guān)鍵性的技術(shù)支持，可有效應(yīng)對太空環(huán)境、劇烈沖擊等的影響，能夠較為準(zhǔn)確的將各類數(shù)據(jù)信息傳送到相應(yīng)設(shè)備之中，光電技術(shù)的應(yīng)用也使得我國對深空領(lǐng)域的監(jiān)測成為可能。光電技術(shù)在我國深空探測領(lǐng)域的應(yīng)用主要表現(xiàn)在空間飛行器和載荷的成功對接上，能夠滿足對探測器日益多元化的需求以及高效通訊功能的需求等方面。

2 光電技術(shù)在深空探測中的應(yīng)用

一般來說，深空探測器可定義為：處在近地軌道運(yùn)行，對深空進(jìn)行探測的一類飛行器，其中光電技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣。首先，光電技術(shù)能夠起到確定的作用。探測器上的姿態(tài)敏感器能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的姿態(tài)測量。光學(xué)敏感器作為其關(guān)鍵組成部分，主要應(yīng)用于太陽敏感器、星敏感器等，應(yīng)用極為廣泛，且作用顯著。比如，飛行器本體坐標(biāo)系與空間已知方位的確定就需要利用該器件來實(shí)現(xiàn)。其次，光電技術(shù)能夠起到導(dǎo)航的作用。探測器的軌道參數(shù)要借助自主導(dǎo)航來獲得，對飛行以及探測對象依照光學(xué)敏感器分成多個(gè)不同的階段。而探測器的相關(guān)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)也需要通過該器件來測量得到，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括速率、加速度等等。深空探測各種導(dǎo)航功能的實(shí)現(xiàn)都需要用到光電技術(shù)，利用人工遙操作能夠使飛行器進(jìn)入自主或半自主的導(dǎo)航狀態(tài)，這需要飛行器具有極高的執(zhí)行任務(wù)能力以及穩(wěn)定運(yùn)行能力。其都要借助于對自身所處環(huán)境信息的準(zhǔn)確獲取。基于此，敏感器的多種技術(shù)通過有機(jī)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)較為準(zhǔn)確的導(dǎo)航功能。此外，光電技術(shù)還能夠起到監(jiān)視的作用。通過全天候的監(jiān)控，能夠?qū)Ω鱾€(gè)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行掌控，使地面能夠接收到準(zhǔn)確的信息。通過上述分析，可以發(fā)現(xiàn)光電技術(shù)在我國深空探測領(lǐng)域的應(yīng)用是極為廣泛的，能夠滿足探測器多方面的需求，對于探測器的穩(wěn)定運(yùn)行以及探測信息的獲取與傳遞都起到了極為重要的作用。

3 光電技術(shù)在我國深空探測領(lǐng)域的發(fā)展

通過對光電技術(shù)在深空探測中應(yīng)用的分析，我們能夠認(rèn)識(shí)到要想推動(dòng)深空探測的進(jìn)一步發(fā)展，就需要不斷提高光電技術(shù)水平。國內(nèi)深空探測的未來發(fā)展在多個(gè)方面都會(huì)受到光電技術(shù)發(fā)展的影響，如果光電技術(shù)停滯不前，那么有關(guān)探測器的性能和也將受到很大的制約，可以說光電技術(shù)的發(fā)展是我國深空探測有效發(fā)展的重要前提。而光電技術(shù)水平的提高首先要從硬件入手，盡快打破原有的結(jié)構(gòu)限制，研究更加輕質(zhì)的、更高性能的光學(xué)器件；其次，需要不斷提高敏感器的設(shè)計(jì)水平，在具體的設(shè)計(jì)過程中，要對所采取的方案進(jìn)行認(rèn)真權(quán)衡，對敏感器進(jìn)行最為科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)其運(yùn)行性能，且不受各類影響因素的干擾。此外，對光電的有效電荷制造等一定要重點(diǎn)加強(qiáng)研究，對其進(jìn)行更為深入的探索。在“嫦娥二號(hào)”的運(yùn)行過程中，就是利用敏感器及光學(xué)探測功能的有效結(jié)合取得了較為理想的結(jié)果，使其姿態(tài)確定的同時(shí)，又能夠得到較為精準(zhǔn)的月球譜段數(shù)據(jù)資料，此外，還起到了導(dǎo)航作用；最后在深空探測工作中，還要對可能形成的項(xiàng)目進(jìn)行全面的分析，這在很大程度可以確保我國深空探測的持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語

總的來說，我國深空探測事業(yè)的發(fā)展需要光電技術(shù)的支持。近年來，我國在航空航天領(lǐng)域所取得的成就，離不開對光電技術(shù)的運(yùn)用，在未來只有不斷推進(jìn)光電技術(shù)的發(fā)展，才能有效推動(dòng)我國深空探測技術(shù)的發(fā)展，并從根本上促進(jìn)我國航空航天技術(shù)水平的提高。

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