原标题：“嫦娥三号”如何在月球拍照？来商报用户节 听专家揭秘
当时电视直播画面上显示的嫦娥三号着陆器上的相机拍摄的“玉兔”号月球车
2013年12月15日，正在月球作业的嫦娥三号传回“玉兔”号月球车的清晰图像，照片上一面五星红旗鲜艳夺目。完成这一张照片的拍摄并不简单，负责拍摄地形地貌的相机需要克服120℃高温作业、长时间近距离月表红外辐射、六分之一重力场等诸多难题。而嫦娥三号着陆器地形地貌相机副总设计师就是来自中科院光电技术研究所的副研究员周向东。
成都商报首届全媒体用户节开启以来，成都儿童团一直在精心筹备名师讲堂活动，这一次周向东将带领小朋友们了解太空奥秘。
周向东参与研发的地形地貌相机运用在嫦娥三号着陆器（以下简称“着陆器”）上，主要用于获取“嫦娥”周围月貌图像和跟踪拍摄巡视器移动。此次用户节的名师讲堂上，周向东将向小朋友们讲解月球环境、嫦娥三号的任务以及研制的相机。
工作
参与研发嫦娥三号着陆器
地形地貌相机
用户节上成都儿童团“名师讲堂”活动之一，邀请来负责嫦娥三号着陆器地形地貌相机的副总设计师周向东。
嫦娥三号探测器由嫦娥三号着陆器（简称着陆器）和月面巡视探测器（又称“玉兔”号月球车）组成。2013年12月2日，嫦娥三号探测器在西昌卫星发射中心由“长征三号乙”运载火箭送入太空，12月14日成功软着陆于月球表面。今年8月4日，嫦娥三号正式退役。
2005年周向东参加工作以来，一直从事空间精密测量技术研究，周向东自己评价，是“对大气层外特定目标的相对位置、姿态、几何特征等信息进行精密测量”。
在嫦娥三号工作中，周向东参与负责的地形地貌相机安装在着陆器顶板上，主要用于获取“嫦娥”周围月貌图像和跟踪拍摄巡视器移动。地形地貌相机还需要完成着陆器与“玉兔”互拍的工程目标，同时完成着陆器周边360度环拍成像的科学目标。
难点
高温下完成作业拍摄
不能借鉴国外设计方案
在各国发射的月球探测器上都会安装相机装置，方便拍摄月球表面的影像资料，嫦娥三号也不例外。和普通相机相比，安装在嫦娥三号上的地形地貌相机有哪些不同？
作为论文《适用于月面高温环境的嫦娥三号地形地貌相机热设计》作者之一的周向东在文中透露，地形地貌相机要面临几个难点：一是月球表面热环境非常恶劣，月球赤道日下点附近温度达到120℃以上，如果不采取有效的热控措施，过高的温度将会对空间相机的工作造成严重影响。
其次，月面特殊的环境条件给热控设计带来很大难题：首先是空间相机会长时间近距离受到月表红外辐射的作用，该红外辐射作用的时间和强度都远超过环绕地球轨道或环绕月球轨道飞行的航天器；此外，月球表面的重力场是地球的六分之一，而不是微重力环境，在很大程度上限制了热管的使用，给散热面位置的选取带来很大困难。
更为困难的是，此前国外的相机装置并不能借鉴。“已有的热控解决方案却不能借鉴，原因主要在于美国Apollo系列月面探测器把空间相机安装在舱内，而中国的地形地貌相机因拍摄任务需要安装在舱外。”论文中还透露，“另外地形地貌相机安装在相机指向机构云台上，工作时跟随云台做大幅度的偏航和俯仰二维转动，不但使Apollo系列的隔热挡板的方案很难借鉴，而且国内空间相机热控领域所普遍采用的热管连接发热器件和散热面、安装主动控温回路热控措施也无法借鉴。”
讲解
环拍时相机温度曾升至36℃
设计专门散热面为相机“降温”
为了保证相机成像质量，团队在热控环节专门设计了一个散热面，对热敏感的元器件则通过内部的设计结构将热量传导出来。
论文中透露，“地形地貌相机主要由相机箱体、光学镜头和电子学组件等部分构成，箱体尺寸为90mm×90mm×40mm，主要材质为铝合金。”地形地貌相机在着陆前与相机指向机构一起压紧在巡视器及巡视器支架围成的空间内，巡视器移开后随相机指向机构展开并垂直于着陆器顶板，直接暴露在月表空间环境中。
论文中还揭秘，2013年12月17日地形地貌相机在月球上进行了一次环拍，环拍时当地太阳高度角为43度，接近月昼正午。环拍过程中，地形地貌相机的在轨温度从开机时的初始温度17.4℃，到工作81分钟后温度上升至36.0℃，随后相机关机并调整到最佳散热位置，90分钟后温度降低到22.0℃。
嫦娥三号上的地形地貌相机成功完成了任务，这也为后续中国深空探测领域遇到类似热控问题的设备提供了参考意义和借鉴意义。
揭秘
将展示嫦娥三号珍贵照片
与小朋友们互动问答
在用户节期间，周向东将担任讲解员科普太空知识，带领小朋友们了解太空奥秘。周向东也提前“剧透”了讲解内容，“先介绍月球的一些特点，以及国家探月工程目的等背景，再讲解嫦娥三号和地形地貌相机。”
在现场，周向东还会展示嫦娥三号作业工程中的一些珍贵视频和照片，其中就包括“嫦娥”与“玉兔”用各自携带的相机互相拍照的珍贵照片。这些照片并非简单互拍留影，在约一分钟时间的互拍过程中，“嫦娥”和“玉兔”从几小时前驶向拍摄点开始，“玉兔”成功验证了月面行走、地形建立、视觉定位、感知规划等遥操作技术和车体控制、原地转向、相机使用等工作模式。
据了解，照片上的这面五星红旗接近B5纸大小，特殊材质能够经受月球高达300℃的温差。这也是地外天体的第一幅国旗彩照，第一次出现“中国红”。
在活动现场，周向东也会尽量与小朋友们多互动，“在我讲完科普知识后，小朋友们可以随意提问。”
那么，什么时候小朋友可以听周向东老师讲解月球知识呢？感兴趣的小朋友和家长可以用手机扫描右侧的二维码，关注成都商报旗下“成都儿童团”官方微信公众号，我们会第一时间在上面发布活动的最新信息。
成都商报记者 颜雪
