香港理工大学容启亮教授：航天高新科技可转为民用

来源：广东科技报

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香港工程科学院院士、香港理工大学工业及系统工程学系讲座教授（精密工程）兼副系主任容启亮作了《载人探索火星的前沿研究》的专题分享，介绍了未来载人探索火星任务技术攻关及如何将太空技术转化为民用工业。

图片来源新华网

助力历史性登陆月球背面任务

据介绍，容启亮及其团队参与了多个深空探测项目，如嫦娥三号、四号、五号、六号、天问一号，以及中国首次火星探测任务等。他们联合相关单位研发了相机指向系统。2013年，“相机指向系统”随嫦娥三号在月球正面软着陆。这是国家探月工程首次采用香港研发和制造的精密航天仪器，它能协助拍摄月球图像和帮助控制中心指挥月球车的活动。

“相机指向系统”于2019年1月随嫦娥四号升空，实现人类探测器首次月球背面软着陆。容启亮介绍说，“相机指向系统”重2.8千克，长85厘米，宽27厘米，深16厘米，安装在嫦娥四号着陆器的顶端，能够垂直移动120度，左右旋转350度。主要协助拍摄月球图像，以及帮助控制中心指挥月球车的活动。“这个先进的太空仪器要能承受极大温差，以及在月球引力（即地球地心吸力的六分之一）下正常运作。”

此外，容启亮还介绍了用于国家月球采样返回任务的月面采样及表取封装装置，“采样器把近摄相机拍摄的月球样本抓起，然后倾泻入初级封装装置容器内，封装及带回地球。是中国首次自主采集及带回地球的月壤。装置现已搭载于嫦娥五号，预计将于今年十一月发射。”

相机指向系统。资料图片

支持国家首个火星探测任务

2020年7月23日12时41分，我国在海南岛文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭把“天问一号”探测器发射升空，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。因为探测器上的关键设备“落火状态监视相机”，正是他及其团队的研制的成果。容启亮介绍说，“它搭载在着陆器的顶部，负责监视着陆器着陆火星后火星车的周围环境和操作状态。火星相机搭载‘天问一号’，目前正在向火星进发。”

此外，由于火星路途遥远，任务时间长，寻找水源以支持航天员需要是不可或缺的。以往的找寻方式是利用卫星探测，准确度相对有限，因此香港理工大学团队初步构思利用多个微型滑翔巡视器先在火星一定高度处遥感探寻火星表面水源较多的位置，然后锁定目标地点滑翔着陆及进行就位勘查，覆盖整个火星表面，使探寻准确度大幅提高。据介绍，单个微型巡视器配一个着陆装置，系统总重约25千克，现时重型运载火箭的载荷及容积，单次可搭载50至60套系统。据介绍，在寻找水源大前提下，火星微型滑翔巡视器及着陆系统，采用滑翔方式使巡视器滑翔至合适着陆点及软着陆，系统通过实时自主飞行控制，按照环境成像选出最优着陆地点，系统须能够在抵受大气干扰、极端温度及沙尘暴下改变方向及进行路线修正。由于微型滑翔巡视器重量很轻，几十个才与传统的火星巡视器相若，所以一次任务可覆盖火星表面。

“微型巡视群广泛地分布在探测地区，寻找、测量及验证区内表土分析和含水量最高的地点，为未来载人登火任务提供前期数据。”容启亮表示，“有关研究成果不但可用于国家未来的航天探索任务，更可作为大湾区的科技转移项目。”

香港理工大学团队还与深圳东方红海特卫星公司联合研制的微型卫星平台及分离装置，开创深港低成本空间科技，为日后太空研究实验提供低成本的技术平台。整套装置已于2015年随“一箭二十星”项目发射，并成功分离运作。

容启亮总结说，以上的前沿研究例子不但可以应用于航天探索任务，引领技术创新，而且部分成果也可成功转为民用，提升人民生活质量。香港理工大学多年来致力于研究这方面的技术转移，成功研发出了微注塑机、表皮药物传送微针、水管修复机械人等多种成品。

容启亮

香港工程科学院院士，钟士元爵士励学教授，香港理工大学讲座教授（精密工程），工业及系统工程学系副系主任。于1985年获取英国普利茅斯大学哲学博士，现为香港工程师学会资深会员、香港工程科学院院士。2015年得到香港特别行政区政府表扬其研究贡献，获颁授香港特别行政区铜紫荆星章。在英国毕业后曾于英国数间企业任职，期后回港于香港生产力促进局担任顾问，现为理大工业及系统工程学系讲座教授(精密工程)、副系主任兼钟士元爵士精密工程教授，研究范围涵盖精密机械、深空探索等。历年来参与多个国际性的太空任务，包括欧洲太空总署“火星快车”、俄罗斯太空总署“火卫一”及国家航天局的探月工程嫦娥三、四、五、六号，及至近期中国首次的天问一号火星任务、与瑞典航天局合作的2022年木星探索项目。

文字 | 莫文艺

编辑 | 陈尧