在光学反射镜材料上,主反射镜与三反射镜均使用了具有低密度、高弹性模量、高热导率和低热膨胀系数的碳化硅材料。通过设计,反射镜在87%轻量化率的情况下,仍能保证良好的力学性能。
相机结构的框架,由碳化硅铝基复合材料制成。通过优化设计,确定框架的材料分布,形成加强筋与薄板组合的轻量化结构,轻量化率达到90%以上,且具有很高的结构刚度。连接框架的支撑杆,由高模量碳纤维复合材料制成,每根近1米长的支撑杆,重量仅500克左右。
这样高轻量化的光机结构,在火箭发射冲击振动等严苛力学环境下,可保证光学反射镜的间距最大变动量不超过5微米。对于750毫米左右的反射镜设计间距来讲,相对变化量不到十万分之一,真正算得上是“稳如泰山”。
一机完成多种任务的关键:两种“视网膜”
焦面成像探测器是相机的“视网膜”,光学系统将景物成像在探测器上,从而完成拍摄。
为了获得更多的科学产出,高分辨率相机规划了多个科学目标:包括对火星表面重点区域精细观测、长期重访覆盖观测,对着陆区域高分辨率观测,对火星天气现象动态观测等。不同的科学目标,需要用到的“视网膜”也不相同。
高分辨率相机充分利用独特的光学视场,在一个像面上巧妙地设置了两种类型的成像探测器:多光谱TDI-CCD探测器和全色面阵CMOS探测器。3片多光谱TDI-CCD探测器呈“品”字形布局在像面,2片全色面阵CMOS探测器则分布在像面两端。