天问一号安全着陆山东这个高校提供了技术护航

时间:2021-07-18 01:52

  5月15日,中国首个火星探测器“天问一号”成功着陆。在这次任务中,青岛科技大学作为山东省唯一一所参与火星探测任务的单位,为“天问一号”探测器精准、安全地着陆提供技术护航。

  青岛科大自动化与电子工程学院楼内,“藏”着一个并不知名的研究所。这便是承担火星探测器精准着陆自主导航技术研究基础的主体——自主导航与智能控制研究所。

  “我一直关注着‘天问一号’, 因为这个任务确实非常不容易,难度系数非常高,这次火星成功着陆对我国航天事业来说具有里程碑式的意义。”看到火星探测器成功着落的消息报道,青岛科技大学自动化与电子工程学院教授邵巍难掩激动之情。他说,能为祖国的航天事业贡献出自己的一点力量,他感到非常自豪也非常值得。

  邵巍是青岛科技大学自主导航与智能控制研究所副所长,也是火星探测器精准着陆自主导航技术相关项目负责人。邵巍告诉记者,中国的火星探测任务于2016年正式立项。而在立项之前,有很多方案设计和论证工作。青岛科技大学当时和清华大学、北京理工大学、北京控制工程研究所、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等10家单位共同承担的研究国家973计划项目“行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究”,构建了一套火星着陆全阶段自主导航与制导方案,为我国火星探测计划的实施奠定理论基础。邵巍表示,青岛科技大学承担的项目子课题——“行星表面特征提取跟踪与快速运动估计方法”,主要针对火星着陆末端,利用地表图像进行特征提取跟踪并完成自主视觉导航。

  火星与地球距离遥远,探测器与地球之间的通信存在10几分钟的时间差,着陆过程存在通讯黑障,并且火星大气环境十分复杂,动力学环境也存在不确知等情况,进行实时高精度安全着陆极为困难。这就要求探测器在着陆阶段必须具有自主导航、控制和障碍规避的能力。

  “我们的工作,就是研究探测器着陆过程自主导航方法。这是完成火星自主、精确、安全着陆任务要解决的关键技术问题。” “就像手机GPS导航一样,知道自己当前处在哪个位置,这样才能准确到达目的地。”邵巍说。

  在邵巍团队提供的理论研究支撑下,探测器在着陆段可以利用光学相机获取火星表面图像,并提取星表特征点、陨石坑、山脊、沟壑等作为导航陆标,通过跟踪这些特征并结合其他导航信息,可以对自己的位置、速度、姿态等进行估计,从而完成精确着陆。

  记者了解到,青岛科技大学自主导航与智能控制研究所成立于2003年,是国内成立较早的研究深空探测自主导航的高校单位之一。研究所在成立之初就参与了我国深空探测方面的研究,并承担了相关的国家课题。

  到目前,研究所在该领域已经进行了18年的探索。邵巍告诉记者,目前团队还承担着国家重点研发计划项目子课题,继续开展我国小行星探测的相关研究工作,包含智能环境感知、自主组合导航、动态环境模拟、等方面的研究,努力为我国今后将要开展实施的小行星探测任务实现技术方面的突破。(李珍梅)

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