天问二号“方向盘”合肥造 十公里外能瞄准一枚硬币

一款快反镜产品,可用于光束指向控制、精密跟踪等场景。

科研人员调试设备开展测试。
走进位于合肥庐阳区的安徽瑞控信光电技术股份有限公司实验室,最先看到的不是庞大的航天设备,而是工作台上一件小巧的精密部件——刚好能平托在掌心,结构紧凑,泛着金属光泽。乍一看,更像某台高端相机里的精密零件。
其实,这是天问二号探测器上不可或缺的快反镜。通俗地说,它像一只控制光束方向的“方向盘”,负责让探测器看得更准、瞄得更稳。
去小行星上“踩点”,比想象中更精细。这类小天体体积小、引力弱,表面可能分布着坑洼、碎石。探测器想要完成靠近、测量甚至采样,首先要尽可能摸清这颗小天体的地形。一个细小偏差,都可能影响后续测量和任务执行。探测器上搭载单光子远距离测距机,像一把超长、超精密的尺。然而,深空之中并不存在平稳的路基。探测器本身在以极高的速度飞行,目标小行星不断自转。拿着这把尺子的“手”,哪怕出现细微抖动,测出的数据也可能受影响。
公司副总经理夏润秋教授说,这块巴掌大小的快反镜,就像替探测器稳住量尺的那只“手”。它的动作很快,靠内部电磁力驱动镜面完成微小偏转。这面镜子能在极短时间内快速调整反射角度,将测量光束精准打在小行星表面的每个坐标点。随着光束不断扫描,小行星表面的高度信息被一点点收集,最终用于重构三维地形。
这只“手”究竟有多稳、多准?这一精度的具象化表现,等同于在十公里开外的位置,仅凭这面镜子的微观偏转,就能将一束光点精准无误地照射在一枚硬币上,并保持稳定指向。对探测器来说,快反镜不是最显眼的部件,却是光束控制和稳像稳瞄中的关键一环。
长久以来,高端快反镜是受境外出口管制的精密光电控制元器件。对深空探测任务来说,关键部件能不能自主研制,不只是供应链问题,也关系到工程适配和后续迭代。位于合肥庐阳区的安徽瑞控信,正是在这个方向持续攻关。
这是一家国家级专精特新重点“小巨人”企业,所在赛道并不热闹。研发团队长期面对的,是光电控制这个细分领域里的精度、响应速度和稳定性。
为了让这只“太空之手”真正适应深空任务,研发团队在实验室做了大量验证。航天工程没有太多上天试错的机会,很多风险都要在地面阶段提前验证……工程人员盯着一组组响应曲线,看镜面的偏转是不是足够快、回位是不是足够稳。一旦数据出现偏差,就要回到设计和调试环节,继续优化算法、结构和装配精度。
技术能力也是在这样反复测试和修正中一点点积累起来的。据夏润秋介绍,这款快反镜在核心部件、传感器和控制算法等环节,都实现了自主研制。“这是我国首款应用在深空探测领域的自主快反镜组,核心技术实现国产化,让后续工程适配和技术迭代更有主动权。”
如今,这套诞生于合肥的光电技术,已不只应用在天问二号任务中。夏润秋介绍,相关产品已应用于天问、嫦娥等深空探测项目。从探月到小行星探测,再到激光通信等方向,这类小型精密部件正在更多任务中发挥作用。
编辑: 黄曼曼

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