12月15日晚，嫦娥三号着陆器、巡视器顺利完成互拍成像，标志我国探月工程二期取得圆满成功。中国科学院上海技术物理研究所、上海光学精密机械研究所和上海天文台的科技人员为此做出了重要而关键的贡献。中国科学院院长白春礼、副院长阴和俊和中科院上海分院院长江绵恒先后慰问科技人员并致电表示祝贺。
上海“天马”遥测“玉兔”登月
12月14日晚，嫦娥三号准确落到预定的月球表面虹湾区。在我国航天器首次实现地外天体软着陆的背后，复杂而精准的测控系统至关重要。“嫦娥三号落到月球上的位置，在1分钟内便从位于上海佘山的上海天文台VLBI深空探测指控中心发送到北京飞行控制中心。”上海天文台台长洪晓瑜表示。
着陆器落到月球表面后，有50分钟的稳定时间，要利用卫星测控系统精密测量它的位置。所谓“VLBI”，就是将多地的射电天文望远镜联合起来，编织成一张巨大的隐形观测网，达到巨型望远镜的观测效果。我国VLBI测量网由上海佘山、北京密云、新疆乌鲁木齐、云南昆明等四地5台射电望远镜组成，其中，最重量级的一台无疑是65米口径的“天马望远镜”。
嫦娥三号不仅要“奔月”，还要踏落到月球表面，并“放”出月球车“玉兔”畅游月球。怎样才能“看”到她完成这一系列动作，并确定她和“玉兔”在月球上的位置呢？“定位精度达到1公里，即测量定位与它的实际位置相差不超过1公里。想做到这一点相当难。”洪晓瑜说，地月距离是38万公里，距离越远，同样的角度下，误差越大，1公里是个相当高的精度。
嫦娥三号VLBI测轨分系统总设计师郑为民表示，此次VLBI监测十分顺利。“嫦娥三号动力下降前1小时向北京飞控中心提交了精确的测定轨结果。”“天马望远镜”犹如一只巨大的顺风耳，监听着38万公里外“嫦娥”发出的射电信号。“由于着陆器发出的信号较强，而 ‘玉兔’的信号较弱，这也给测量提出了新的挑战。”
在“嫦娥”降轨落月的整个过程中，VLBI对探测器落月轨迹一直进行实时跟踪测量。对着陆点的月面定位精度高于1公里。着陆器实现月面软着陆后，这张巨型观测网对着陆点进行了精确测量。当“玉兔”号巡视器驶出着陆器时，VLBI立刻监测到了“玉兔”发出的遥测信号和数传信号，同时对着陆器的信号保持监测。
据悉，上海天文台VLBI分系统还要一路打探“玉兔”行踪，这将视任务的现场情况而定。嫦娥三号第一阶段的监控任务预计在本月26日结束。26日之后，月球将进入14天的月夜（处于黑暗中），“玉兔”进入休眠状态，估计明年1月11日，“玉兔”迎来阳光重新苏醒后，“天马望远镜”将再次开始对其进行跟踪，为其科学探测保驾护航。
激光“慧眼”成就“嫦娥”落月
“激光测距敏感器在着陆前30分钟开机工作，激光三维成像敏感器的测量范围是50至120米，大约从距月面100米处开始工作，为嫦娥三号提供着陆区三维地形信息，调整着陆器姿态，帮助它避障。两个核心仪器圆满完成了测距和避障任务。”12月16日，执行完嫦娥三号着陆器软着陆任务，上海技物所研究员舒嵘回到研究所，在交谈的话语中依然带着成功的兴奋。
嫦娥三号预选着陆区虹湾相对平坦，但月球表面仍然存在坡度、石块等不确定地质条件。上海技物所研究员王建宇表示，嫦娥三号携带的激光测距敏感器、激光三维成像敏感器等就相当于“嫦娥”的“眼睛”。就是让嫦娥三号能够避开障碍、找到一个10米见方的安全着陆区。它们对月球表面快速扫描，并绘制出立体影像。
参加试验任务的黄庚华和徐卫明博士说，最后的数据显示，在98米的高度时，激光三维成像敏感器开始工作。
“虽然我们拿不到图像，但它算完一个避障结果，将这个值返回到地面，就说明它找到合适的着陆地点了。”舒嵘介绍说，这个时间非常快，它获得信息一共只有0.25秒，处理时间也就是在几秒钟之内。
激光测距敏感器继承了嫦娥一号激光高度计的技术，并在此基础上有所改进。一是精度从原来的5米提升到0.2米；二是大幅“瘦身”，重量只有15.7公斤。这是因为嫦娥三号既要着陆又载有巡视器，对整机重量的要求比较苛刻。
玉兔出舱后，已经和嫦娥三号进行互拍。不过，在其身上，还有上海技术物理研究所研制的一双特殊“红眼睛”，即将于本月23日至25日期间睁开。这双特殊的眼睛，就是红外成像光谱仪。据了解，这也是红外成像光谱仪首次作为科学探测仪器搭载在月球车上，它的功能是对月面目标实现巡视光谱探测，同步获取其自可见至短波红外的光谱及图像数据。换句话说，这双“红眼睛”不仅能看表面，还能透视，月壤中的物质在其眼前全部都无所遁形。
据悉，上海光机所为这两个激光敏感器提供了非常重要的光源——高可靠的、核心的小型全固态激光器和光纤激光器。 上海光机所激光器主任设计师侯霞研究员认为：“激光器是空间激光应用系统中最核心的单机，也是确保航天激光应用成功的关键。”这个光源重复频率高、脉宽窄，抗震动能力强，并提供两个方向的激光束，同时提供远、近测距能力，激光测距敏感器在整个落月过程中实时提供嫦娥三号与月球表面的距离数据。王建宇表示：“嫦娥三号着陆时，要使用7500牛的发动机反推，会产生较大震动，必须对这一点有所规避。”
侯霞表示，上海光机所研制的光纤激光器在国际上都属于领先水平，是目前国际上首台进入太空的高重频、ns短脉冲的光纤激光器。
短短四年多的时间，浓缩了上海技物所、上海光机所和上海天文台科技人员半个多世纪不懈努力的坚实脚步，也饱含着相关研究所和高校科技工作者1500多个日日夜夜的辛劳和汗水。
