就在超过8个月以前,欧洲宇航局的Rosetta计划成功在67p彗星上登陆,我们e2v的光学传感器捕捉到彗星的第一次特写照片。

 

我们在17年前开始Rosetta计划,过了15年终于看到我们的工作有了回报。虽然这是一个特例,但是大时间尺度是宇航项目的一个普遍的方向。NASA现在的项目,“新视野”,也不例外。

 

2002年我们开始和一个出色的工程师团队一同工作,为捕捉冥王星照片的人物设计和制造专业的图像传感器 —— 从那时起冥王星被降级成了矮行星!在星期三我们期待看到这些照片。

 

那么,什么是“新视野”任务?它想要发现什么?最重要的是,e2v为这个项目提供了什么?

 

这里有5个问题和回答,希望能更好地解释。

 

1. 什么是“新视野”任务?

“新视野”是一个NASA的任务,20061月发射,目的是探测冥王星,它的卫星Charon和在太阳系边缘的其它冰冻世界。它将提供关于太阳系的起源和边界的科学数据。它将旅行超过30亿英里到达冥王星,意味着光或无线电信号经过4.5个小时才能从冥王星传回地球。

 

人类对于冥王星知之甚少。它被归为一个冰冻矮星,其相当大部分的质量相信是由冰组成。它是那么遥远,以致即使哈勃望远镜(使用e2v的传感器)的照片也很模糊,但是其表现出冥王星的表面随着时间的变化而变化,可能是由于冰的重分布。冥王星有一层主要由氮气组成的大气层,表面温度在-230摄氏度左右。它被归于双星因为它的主要的卫星Charon的大小大约是冥王星的1/12。已知冥王星一共有5个卫星,可能还有更多。这是“新视野”将告诉我们的众多事情之一。除了冥王星,在海王星的轨道之外的区域(称为柯伊伯带)中有很多其他的冰冻天体,在“新视野”飞离冥王星之后它将飞到至少一个这种天体附近。

 

2. e2v是如何参与的?

 

在“新视野”上有两个e2vCCD。第一个是一个5k宽带多色扫描成像器,装在一个叫做Ralph的设备上。每小时,“新视野”飞过大约30000英里,它将产生一张冥王星表面的全色图像,地面精度大约在250m。用在Ralph上的传感器事实上是7个相同基片的不同CCD,提供单个传感器的完全焦平面。

 

第二个是长距离勘测成像器,简称LORRI。它是一台黑白的望远摄像机,核心上有一个1k x 1k像素的图像传感器。LORRI会提供接近冥王星的图像,当“新视野”越过冥王星时提供高分辨率的地质数据和远端的图像。

 

3. 这些传感器与其他传感器的技术有什么不同?

 

Ralph上的图像传感器是高度订制的。因为航天器航行的速度是30000英里每小时,冥王星上的阳光比地球上弱1000倍,此图像传感器必须极度敏感,在航天器靠近冥王星的很短的时间里运行良好。它工作的方式类似于文件扫描仪里的图像传感器,但是灵敏度更高。扫描仪在文档通过传感器的底部时一行一行地产生图像,而Ralph上的图像传感器捕捉32行信息,叠加在一起(称作“时间延迟积分”(TID)),提高灵敏度达32倍。

 

LORRI上的图像传感器类似于我们为Rosetta项目开发的Navcam图像传感器,其已经提供了很多高质量的图像,表明彗星靠近太阳的时候会更加活跃。

 

4. 图像传感器面临的挑战有哪些?

 

太空环境是非常严苛的。最大的挑战是要经历发射的过程、航行中的不利的环境条件,比如辐射。

 

我们提供给宇航项目的图像传感器的一个重要方面是经过测试,保证它们在发射时没有问题并且能按照需求的规格工作。这意味着项目的一个重要部分包括环境测试,确保图像传感器不会被冲击、震动、严酷的温度和大气层外遇到的x射线和质子辐射损坏。所以虽然航天器上只有一个传感器,我们生产了很多传感器,做破坏性测试,以确保它运行良好。

 

5. 我们应该期待什么时间有探测结果?

 

明天(714日)“新视野”会最靠近冥王星,我们期待在715日能看到第一张图像,但是它将花费很多个月才能将传回所有图像。

 

在七月之后,“新视野”会向柯伊伯带中的至少一个其他天体航行。哈勃望远镜已经识别出3个可能的候选天体,但是最后的决定还没有下。总任务会扩展到今后的23年。

 

原文请参考https://www.linkedin.com/pulse/how-e2v-technology-capture-first-close-up-pictures-pluto-paul-jerram