“絕對的高度”
做成后的激光高度計身高僅17厘米、體重15.7公斤，看上去就像一個高倍望遠鏡。不過，它真實的面目又是什么樣的？
據舒嶸介紹，激光高度計主要由激光發射模塊、激光接收模塊和信號處理模塊3個部分組成。激光發射模塊發射出的激光首先被打到月球探測目標上，然后被目標反射回衛星這一測試平臺。激光接收模塊接收到反射回來的光信號，并把它轉換成為電信號。信號處理模塊就會精確地測量出從激光發射到激光高度計接收到激光的時間，而這段時間就是激光在真空中的傳輸時間。在這段時間內，激光行走的路程是高度計與探測目標間距離的兩倍。
談及此次激光高度計的太空使命，舒嶸毫不諱言的是，此次激光高度計主要是要“測量衛星到星下點月球表面的距離，為光學成像探測系統的立體成圖提供修正參數。同時，通過地面應用系統將距離數據與衛星軌道參數、地月坐標關系進行綜合數據處理，以獲取衛星星下點月表地形高度數據。”
那么，它所扮演的角色和此次嫦娥一號所攜帶的立體相機又有什么不同？舒嶸的解釋是，立體相機獲得的只是月球表面物體的相對高度，例如一個月球環形坑的坑頂與底部的高差，而激光高度計則是直接測量出該地形的絕對高度。在繪制月球地形圖時，它們所獲得的數據是相輔相成的關系。另外，由于不需要光照，激光高度計可以提供月球兩極的高程數據，這是目前國際上月球探測領域的空白，僅有日本和中國可以做到。
“比日本的更輕”
據記者了解，星載激光高度計在國外已經有了很長的應用歷史。上世紀六七十年代，美國科學家們在阿波羅探月工程中就采用了激光高度計。此后，美國宇航局在星載激光高度計的研制和應用上獨占鰲頭。在上世紀90年代的克萊門汀月球探測器和火星探測器上，美國都采用了這種激光高度計來獲得星體表面的地形分布圖。
與之相比，中國在星載激光高度計的研制方面確實是一個“后來者”。不過，與其他同屬后來者的國家相比，中國的技術又毫不遜色。“與日本剛剛發射的月亮女神號上的激光高度計相比，我們的激光高度計在精確度、分辨率上都不比它差。可是，我們軌道高度比它的要高，日本的是100公里，而我們的是200公里。另外，我們的儀器重量要比日本的輕幾公斤。”舒嶸說。
對太空中的設備來說，要想減輕幾公斤的重量而又不改變本身的性能，是一件相當困難的事情。在這一點上，中國版的太空激光眼又是如何做到的？據舒嶸介紹，他們主要是在儀器的結構設計和材料選擇上下了很大功夫。
嫦娥一號之后，中國的星載激光高度計還會發揮哪些作用？“它的一個近期目標是，提高激光重復的頻率和布點的密度，讓月球表面的數據更加精確，使三維圖像更加清晰。未來它還會在火星探測中發揮重要作用，例如幫助了解火星的三維結構、分析大氣成分等。除此之外，在月球或火星著陸過程中，激光高度計還可以起到地形快速判別和避障的作用。”舒嶸說。 （作者：計紅梅）
|
