教育在线
2020-12-04 13:34
落月“嫦娥”连日刷屏。许多人注意到，“嫦娥五号”探测器落月之前，微微停顿后才果断降落，仿佛先“定睛一看”，心中有数，落月不慌。
很少有人知道，这“定睛一看”，凝聚着上海科学家的智慧。上海科学家们不仅管今年的“嫦娥五号”，还管着2013年的“嫦娥三号”、2019年的“嫦娥四号”……三位“嫦娥”，定睛三看，个个目光如炬。
嫦娥五号着陆区附近1.5米高分辨率三维地形。同济大学供图。
这“定睛一看”，指的是啥
先来复盘最新一次的“嫦娥五号”落月——
北京时间2020年12月1日23点11分左右，嫦娥五号探测器的着陆器、上升器组合体成功实现在月面预定区域软着陆。在历经主动减速、快速调整、悬停避障、缓速下降等阶段后，着陆器、上升器组合体最后稳稳地落于预选着陆区，成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。成功着陆后，着陆器在地面控制下进行持续约2天的月面工作。
相较于此前的嫦娥三号、四号任务，嫦娥五号任务对于探测器着陆点的位置精度和平整度有空前高的要求：着陆区域内应没有太高的凸起，没有太深的凹坑，坡度也要符合任务要求。在落月时，探测器在飞到距离月面100米时悬停，激光三维成像敏感器在悬停时提供月面着陆区的精确三维图像，选定着陆点实现“精避障”；最终着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
可以说，此次嫦娥五号任务再次成功实现月面软着陆，凝聚着无数科研工作者的智慧和心血，其中也包含着同济大学航天测绘遥感与深空探测研究团队的重要科学技术贡献。
由测绘学科童小华教授领衔的“航天测绘遥感与深空探测研究团队”由来自同济测绘、土木、信息、物理等多学科的成员组成，共同承担了“同济大学重大基础研究计划”项目。团队多年自主研究的遥感空间信息可信度理论方法，突破了航天探测场景静态要素可信度量、航天器实时动态数据可信处理和海量遥感空间数据产品可信评估难题，实现了激光三维遥感测量的质量提升。其技术方法为嫦娥五号激光三维成像系统在极短成像时间条件下实现量测级探测精度提供了重要支撑，以高可信度探测出威胁安全软着陆的月石月坑障碍。
月球与深空探测精密测绘综合实验场：占地三万多平方米
回顾2019年1月3日，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，成功实现人类探测器首次月球背面软着陆。“这是一个由众多科技工作者完成的重大工程，能做为其中的一份子参与，我们感到很自豪”，童小华教授说。
针对嫦娥探测器激光三维成像系统着陆避障探测任务，同济大学与中国科学院上海技术物理研究所历经十余年合作，为嫦娥四号激光三维成像敏感器在极短成像时间条件下实现量测级探测精度提供了支撑。合作完成的“航天重大工程的遥感空间信息可信度理论与关键技术”项目，曾获2016年度国家科技进步一等奖。
“团队的每一点成长和进步都得到了导师、前辈和同行们的指引和帮助，得益于上海市、国家部委等众多部门和学校的长期持续支持。”童小华说。团队在研究过程中，试验需要很大的场地，学校二话没说，把嘉定校区的一片3万平方米区域交给团队作为试验场。
针对嫦娥探测器激光三维成像系统着陆避障任务，同济大学航天测绘遥感与深空探测研究团队携手中国科学院上海技术物理研究所团队历经十余年合作，在同济大学嘉定校区内，建设了航天激光器载荷检校与障碍探测验证地面综合实验场，相继完成了嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号等着陆避障激光三维成像系统全系列产品二十余次检校与障碍探测验证任务。他们研究的理论方法，在中国测绘卫星、高分卫星等领域的多个航天工程任务中，都有成功应用。
童小华教授介绍，在各部门和学校的大力支持下，同济大学建设了教育部深空探测联合研究中心同济大学深空探测测绘遥感与导航定位分中心、上海市航天测绘遥感与空间探测重点实验室。实验场已经完成了进一步的升级改造，建成占地三万多平米的月球与深空探测精密测绘综合实验场。将来，实验场将继续服务于后续嫦娥工程，以及合作开展我国后续月球南极探测、火星探测、小行星探测研究。
