首頁 > 正文

上海光機所副所長陳衛標:未來空間激光器的發展方向為“三高一小”

2019-08-27 14:19 來源: 新華網

1961年,我國第一臺激光器誕生。1964年,我國首個為開拓激光科學技術而建立的專業研究所——中國科學院上海光學精密機械研究機所(以下簡稱上海光機所)成立。2007年10月,“嫦娥一號”衛星發射升空,同年11月28日,“嫦娥一號”衛星攜帶的星載激光高度計正式開啟,發出第一束激光,並接收到第一回波。至此,經過數十年的不斷研究,上海光機所的科研人員終于將我國研發的激光器送上了太空。激光器在衛星中承擔著什麼重要任務?激光器進入太空後將面臨哪些難題?日前,在上海市新聞出版局、上海市科學技術協會主辦,上海科協大講壇、科普中國-科技前沿大師談、上海市激光學會、上海市科普作家協會等承辦的“暑期院士專家係列講壇”活動第二場講座現場,中國科學院上海光學精密機械研究機所副所長陳衛標接受了新華網專訪,對我國空間激光器發展現狀、未來趨勢等進行詳細解讀。

新華網:您曾經承擔了嫦娥係列衛星激光器與相關係統的研制工作,請您介紹一下這些激光器在衛星中承擔著什麼任務?

陳衛標:我們團隊主要承擔了嫦娥一號、二號、三號、四號等衛星的激光器以及相關係統的研制。圍繞探月工程一期、二期和三期任務,繞、落、回三個目標,激光器在不同衛星上承擔著不同任務。

在嫦娥一號衛星上,激光器主要承擔了測量月球三維形貌的任務;在嫦娥二號衛星上,激光器通過精細測量,需要為著陸器找到一個合適的著陸點;嫦娥三號衛星上的激光器擔當的任務相對更多,不僅要在著陸時測量著陸器相對月球表面高度,同時還要在著陸時測量月球的三維形貌,保證著陸器能安全、平穩地著陸在平坦的月球表面。

 

新華網:與普通激光器相比,空間激光器進入太空以後會遇到哪些難題?

陳衛標:相對地面的激光器,空間激光器面臨的技術挑戰復雜很多。衛星載荷不可維修,所以復雜的空間激光器必須具備高可靠性,要滿足宇宙環境使用要求。

主要會面臨空間環境帶來的問題。包括要承受火箭發射時的巨大衝擊力,要工作在真空環境,要面臨惡劣的高溫、低溫等;此外還要保證激光器在復雜的空間環境下能長期穩定、可靠地工作。

 

新華網:目前,我國空間激光器有哪些應用方向?

陳衛標:現在,我國空間激光器主要有三個應用方向。

第一是深空探測領域,例如空間激光器已在嫦娥係列衛星上廣泛應用,未來還將應用于火星或其他行星探測等未來空間科學研究;第二是對地觀測領域,可用于測量全球地球高度、植被分布,大氣/海洋環境參數和污染氣體等;第三是激光通信領域,空間激光器作為信息載波,可實現星際、星間和星地通信等。

 

新華網:我國空間激光器發展現狀如何?

陳衛標:空間激光器發展是根據國家需求、科學需求來推動的。

例如,大家普遍關心大氣污染問題,我們現在就承擔著一項激光遙感工程,研發特定波長、滿足特殊需求的空間激光器,以監測全球二氧化碳及其他大氣染污分布狀態。此外,近幾年,在全球互聯網態勢的引導下,激光通信、高低軌通信、天地互聯網發展非常迅速,這對激光器發展有很大推動作用。未來天地一體化信息領域的發展也會促進空間激光器進一步發展;導航衛星需要發展更高精度的原子鐘,其中激光冷卻的冷原子鐘可以提供更高精度的時頻信息。

 

新華網:您覺得,未來空間激光器的發展方向是怎樣的?

陳衛標:未來空間激光器的發展應該要“三高一小”。

高可靠、高功率、高的光束質量,但同時一定要小型化,滿足航天環境要求,這也是目前研究人員對空間激光器發展的追求目標。

本作品為“科普中國-科技前沿大師談”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 鐘艷平   [責任編輯: 郭童]

相關稿件

激光器,空間