揭秘地月合影背后的故事

2020年7月27日，北京航天飞行控制中心飞控团队与中国空间技术研究院试验队密切配合，控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。

在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中交相辉映，引发了人们对于太空和宇宙的无限遐想。

这么远的距离、这么快的速度，地月合影的拍摄难度可想而知。图是谁拍的？又是如何拍的呢？

原来，这张图是由中国航天科技集团八院控制所研制的光学导航敏感器所拍摄的。这一敏感器安装在“天问一号”探测器上，可以在飞近火星的过程中通过对火星成像，利用火星图像计算火星的形心位置和视半径大小，结合估计算法获取探测器相对于火星的实时位置和速度信息。

探测器在太空中，就像轮船航行在茫茫大海上，不同的是飞离地球后没有北斗导航也没有GPS。在基于地面无线电导航实现精确定位的基础上，八院研制团队还给探测器配备了光学导航敏感器，对深空探测相关光学导航方法进行工程验证。

与传统的无线电导航不同，光学自主导航可以通过图像目标识别和特征提取，完成位置、速度等导航信息的获取。这也是支撑中国未来进一步走向宇宙更远空间的重要技术之一。此次地月成像即由光学导航敏感器自主曝光拍摄完成。

光学导航敏感器就好比探测器的眼睛。有了这双明亮的眼睛，探测器也就有了自主能力，可以自己看着飞向目的地了。

事实上，拍摄地月合影只是这位太空拍摄高手的“小试牛刀”。此次奔赴火星，“光学导航敏感器”最重要的任务，是在飞近火星过程中，通过对火星成像，利用火星图像计算火星的行星位置和视半径大小，结合估计算法，获取探测器相对于火星的实时位置和速度信息，以便让“天问一号”探测器成功被“火星捕获”，进入火星轨道。

▲ 2020年7月27日“天问一号”探测器利用光学导航敏感器拍摄的地月合影。北京航天飞行控制中心飞控团队与中国空间技术研究院试验队密切配合，控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互守望。（新华社发 国家航天局提供）

探测器在飞近火星的过程，装有长焦镜头的导航敏感器如同一只“千里眼”，最远可以在1000万公里的距离识别火星，还能自主适应火星从点目标到面目标、从弱目标到强目标的火星图像提取，从而实现即使没有外部导航信息，也能够在深空飞行中自主找到前进的道路。

有了明亮的“眼睛”，天问一号就可以看着火星再踩下刹车了，而光学自主导航技术也将为中国后续深空探测任务的开展打下坚实基础。

此外在嫦娥五号探月的过程中，光学导航敏感器也起了大作用。不同于探火任务中光学导航敏感器的副业发挥，嫦娥五号所搭载的双谱段监视相机是一款专业拍照神器，其主业就是记录轨道器与上升器的交会对接过程，以及轨道器与着陆器/上升器组合体分离、与支撑舱分离过程。

与以往任务中所搭载的监视相机不同的是，这款相机集红外和可见光成像于一体，红外和可见光传感器经各自的光学镜头获取图像数据，根据遥控指令要求在六种拍摄模式中自由切换，实现红外和可见光分别或同时成像。

这就相当于给普通相机加了一个夜视仪，即使交会对接过程发生在月背，接受不到太阳光照，我们也可以通过红外相机记录下全过程。而在有光照的情况下，如果光照太强，可见光相机拍摄的照片也可能存在过曝的情况，影响观看效果。有了这款双谱段相机，就可确保全天时、全光照条件下记录交会对接过程，也可以让大众从红外镜头的视角看看太空。(www.xing528.com)

▲ 2020年7月27日“天问一号”探测器利用光学导航敏感器拍摄的地月合影。北京航天飞行控制中心飞控团队与中国空间技术研究院试验队密切配合，控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互守望。（新华社发 国家航天局提供）

探测器在飞近火星的过程，装有长焦镜头的导航敏感器如同一只“千里眼”，最远可以在1000万公里的距离识别火星，还能自主适应火星从点目标到面目标、从弱目标到强目标的火星图像提取，从而实现即使没有外部导航信息，也能够在深空飞行中自主找到前进的道路。

有了明亮的“眼睛”，天问一号就可以看着火星再踩下刹车了，而光学自主导航技术也将为中国后续深空探测任务的开展打下坚实基础。

此外在嫦娥五号探月的过程中，光学导航敏感器也起了大作用。不同于探火任务中光学导航敏感器的副业发挥，嫦娥五号所搭载的双谱段监视相机是一款专业拍照神器，其主业就是记录轨道器与上升器的交会对接过程，以及轨道器与着陆器/上升器组合体分离、与支撑舱分离过程。

与以往任务中所搭载的监视相机不同的是，这款相机集红外和可见光成像于一体，红外和可见光传感器经各自的光学镜头获取图像数据，根据遥控指令要求在六种拍摄模式中自由切换，实现红外和可见光分别或同时成像。

这就相当于给普通相机加了一个夜视仪，即使交会对接过程发生在月背，接受不到太阳光照，我们也可以通过红外相机记录下全过程。而在有光照的情况下，如果光照太强，可见光相机拍摄的照片也可能存在过曝的情况，影响观看效果。有了这款双谱段相机，就可确保全天时、全光照条件下记录交会对接过程，也可以让大众从红外镜头的视角看看太空。

▲ 2020年7月27日“天问一号”探测器利用光学导航敏感器拍摄的地月合影。北京航天飞行控制中心飞控团队与中国空间技术研究院试验队密切配合，控制“天问一号”探测器在飞离地球约120万公里处回望地球，利用光学导航敏感器对地球、月球成像，获取了地月合影。在这幅黑白合影图像中，地球与月球一大一小，均呈新月状，在茫茫宇宙中相互守望。（新华社发 国家航天局提供）

探测器在飞近火星的过程，装有长焦镜头的导航敏感器如同一只“千里眼”，最远可以在1000万公里的距离识别火星，还能自主适应火星从点目标到面目标、从弱目标到强目标的火星图像提取，从而实现即使没有外部导航信息，也能够在深空飞行中自主找到前进的道路。

有了明亮的“眼睛”，天问一号就可以看着火星再踩下刹车了，而光学自主导航技术也将为中国后续深空探测任务的开展打下坚实基础。

此外在嫦娥五号探月的过程中，光学导航敏感器也起了大作用。不同于探火任务中光学导航敏感器的副业发挥，嫦娥五号所搭载的双谱段监视相机是一款专业拍照神器，其主业就是记录轨道器与上升器的交会对接过程，以及轨道器与着陆器/上升器组合体分离、与支撑舱分离过程。

与以往任务中所搭载的监视相机不同的是，这款相机集红外和可见光成像于一体，红外和可见光传感器经各自的光学镜头获取图像数据，根据遥控指令要求在六种拍摄模式中自由切换，实现红外和可见光分别或同时成像。

这就相当于给普通相机加了一个夜视仪，即使交会对接过程发生在月背，接受不到太阳光照，我们也可以通过红外相机记录下全过程。而在有光照的情况下，如果光照太强，可见光相机拍摄的照片也可能存在过曝的情况，影响观看效果。有了这款双谱段相机，就可确保全天时、全光照条件下记录交会对接过程，也可以让大众从红外镜头的视角看看太空。