捕捉绝美风景,天舟四号首用两台舱外高清摄像机(2)

2022-05-10 16:03     文汇网

高清摄像,首次开启高清时代

太空大片的唯美、天宫课堂的直播、航天员出舱等等这些都离不开电子所舱内外高清摄像机的实时监控。货运飞船是真正意义上首次舱内使用商用高清网络摄像机和舱外高清摄像机的航天飞行器。

由于空间环境的特殊性,力学振动和冲击导致结构散架、镜头离焦,以及空间辐射导致电子固件失效等问题,是商用摄像机上天必须要解决的难题。为了提升商用相机结构可靠性和强壮性,物理加固和减震是最直接且有效的解决方法。看似简单的策略实则充满陷阱,外形尺寸不能改变,选用的材料必须安全环保,从图纸设计到工艺实现再到车间生产,从内部电路板到外部镜头等光学组件,每个薄弱点都需要反复仿真论证和试验验证。历时一年半的力学振动和冲击试验摸底,商用摄像机的技术负责人叶盛俨然成为力学试验室的"老法师"。力学加固问题解决了,但商用相机的网络体制不能满足货运飞船通信网协议,需对内部固件协议实施更改。同时,其空间抗射能力也需要进行优化和充分的试验验证,这个过程经历了多轮近千小时的老炼试验,最终才能放心地将商用摄像机交付给货运飞船。正是叶盛带领的设计团队这种严谨的工程态度,确保了舱内商用摄像机在货运飞船运行时的可靠稳定,成为空间站工程像机商用之路"第一个吃螃蟹的人"。

货运飞船首次使用了两台舱外高清摄像机:太阳翼摄像机和交会对接摄像机。这两台高清摄像机采用全数字化、一体化设计,集图像采集、预处理、编码、网络传输功能于一体,具备高清、标清、照片三种编码模式,使产品可满足不同的信道条件及用户需求。太阳翼摄像机主要用于观察太阳翼帆板的展开和在轨运行情况,新闻直播中太阳翼帆板在美丽的蓝色星球背景下,大鹏展翅的壮丽景观,就是这个小小的高清摄像机呈现的绝美大片。交会对接摄像机安装在货运飞船交会对接面,可实时监测飞船和空间站交会对接过程,把空间站从远至近,直至对接机构锁定的过程,完整细致地展现给全世界。舱外高清摄像机的研制,同样要考虑空间应用的可靠性和强壮性。舱外的真空环境、空间辐照、极端的高低温和太阳光照亮暗变换,都需要设计团队考虑元器件、原材料选取、曝光算法构想和曝光参数调试、结构和软件的抗辐加固设计及验证等等诸多方面,每一项工作都要花费大量的时间和精力。从产品研制初开始,舱外高清摄像机的负责人沈剑锋带领团队便为充分验证摄像机的舱外可靠应用绞尽脑汁。不仅设计和开发了各种光学相机的装配、试验专用工装和设备,更是常年奔波于各类试验场地,逐项攻克和验证像机的每一个性能指标,在这种不畏辛劳的努力下,终于成功给货运飞船这条太空蛟龙点上了明亮的眼睛。

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