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嫦娥五号走过的103小时 对接机构设计理念世界首创

“限制产品的6个自由度，本是为了确保样品在转移过程中的结构约束。然而在试验中，反而出现了‘卡壳’现象。”吴骏说。

他们对传送的运动轨迹和路径进行了仔细分析，提出了将限位减少到左右和旋转2个自由度的方案。于是，他们将原本是圆孔的限位装置改为“方孔+扁平轴”，经过不断修改完善，最终使得转移机构运作过程中能够不走偏并流畅地完成每一个指令和动作，各个位置的精度误差均不超过5微米。

看点4

嫦娥五号搭载的双谱段监视相机集红外和可见光成像于一体，可根据遥控指令要求在6种拍摄模式中自由切换。

完美记录“拥抱”全过程

这次发生在38万公里外的交会对接过程，被中国航天科技集团八院控制所研制的红外及可见光双谱段监视相机记录了下来，完美呈现给千千万万关注着“嫦娥”的人们。

与以往任务中使用的监视相机不同，嫦娥五号搭载的双谱段监视相机集红外和可见光成像于一体，红外和可见光传感器经各自光学镜头获取图像数据，根据遥控指令要求在6种拍摄模式中自由切换，实现红外和可见光分别或同时成像。

控制所光学导航专家郑循江介绍，该相机相当于给普通相机加上了夜视仪，即使交会对接过程发生在月背，接受不到太阳光照，也可以通过红外相机记录下来。在有光照的情况下，如果光照太强，可见光相机拍摄的照片可能出现过曝的情况。而这款双谱段相机可以确保全天时、全光照条件下记录交会对接过程。

为了给观众呈现高清画质，该相机可见光谱段分辨率达到2048×2048；红外谱段选用非制冷长红外波段，分辨率为640×480。但要在此基础上实现红外和可见光同时成像，数据量巨大，研制初期产品始终无法达到任务要求的帧频。项目团队通过优化DSP软件架构和算法，提升了软件运行效率。

满足清晰度和帧频要求后，数据传输又成了大问题。如同一条单行道要承载双倍的车流，拥堵在所难免。该产品主管设计师王峰表示，要避免这种情况，就要从图像、视频压缩技术上下功夫。

项目团队经过多种尝试，最终选择了先插值再压缩的方式，对不同工作模式采取不同的压缩算法，利用帧间相关性，提高图像质量，最后将压缩后的数据下传至地面解压恢复。

海量数据的处理，让元器件选用也颇费周章。宇航级器件可靠性高，但运行速度相对较低，无法满足任务需求。项目团队经综合考量，选用了工业级高性能8核处理器来提升数据处理速度，同时制定《低等级元器件质保方案》，开展了抗总剂量辐照、热环境、力学环境、静电放电等专项试验，以确保产品的可靠性。

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