5月15日，中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”成功著陸。在這次任務(wù)中，青島科技大學(xué)作為山東省唯一一所參與火星探測(cè)任務(wù)的單位，為“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器精準(zhǔn)、安全地著陸提供技術(shù)護(hù)航。

山東唯一一所高校

為“天問(wèn)一號(hào)”技術(shù)護(hù)航

青島科大自動(dòng)化與電子工程學(xué)院樓內(nèi)，“藏”著一個(gè)并不知名的研究所。這便是承擔(dān)火星探測(cè)器精準(zhǔn)著陸自主導(dǎo)航技術(shù)研究基礎(chǔ)的主體——自主導(dǎo)航與智能控制研究所。

“我一直關(guān)注著‘天問(wèn)一號(hào)’， 因?yàn)檫@個(gè)任務(wù)確實(shí)非常不容易，難度系數(shù)非常高，這次火星成功著陸對(duì)我國(guó)航天事業(yè)來(lái)說(shuō)具有里程碑式的意義。”看到火星探測(cè)器成功著落的消息報(bào)道，青島科技大學(xué)自動(dòng)化與電子工程學(xué)院教授邵巍難掩激動(dòng)之情。他說(shuō)，能為祖國(guó)的航天事業(yè)貢獻(xiàn)出自己的一點(diǎn)力量，他感到非常自豪也非常值得。

邵巍是青島科技大學(xué)自主導(dǎo)航與智能控制研究所副所長(zhǎng)，也是火星探測(cè)器精準(zhǔn)著陸自主導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。邵巍告訴記者，中國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)于2016年正式立項(xiàng)。而在立項(xiàng)之前，有很多方案設(shè)計(jì)和論證工作。青島科技大學(xué)當(dāng)時(shí)和清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京控制工程研究所、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等10家單位共同承擔(dān)的研究國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目“行星表面精確著陸導(dǎo)航與制導(dǎo)控制問(wèn)題研究”，構(gòu)建了一套火星著陸全階段自主導(dǎo)航與制導(dǎo)方案，為我國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃的實(shí)施奠定理論基礎(chǔ)。邵巍表示，青島科技大學(xué)承擔(dān)的項(xiàng)目子課題——“行星表面特征提取跟蹤與快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法”，主要針對(duì)火星著陸末端，利用地表圖像進(jìn)行特征提取跟蹤并完成自主視覺(jué)導(dǎo)航。

研究探測(cè)器自主導(dǎo)航

幫它找準(zhǔn)位置

火星與地球距離遙遠(yuǎn)，探測(cè)器與地球之間的通信存在10幾分鐘的時(shí)間差，著陸過(guò)程存在通訊黑障，并且火星大氣環(huán)境十分復(fù)雜，動(dòng)力學(xué)環(huán)境也存在不確知等情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)高精度安全著陸極為困難。這就要求探測(cè)器在著陸階段必須具有自主導(dǎo)航、控制和障礙規(guī)避的能力。

“我們的工作，就是研究探測(cè)器著陸過(guò)程自主導(dǎo)航方法。這是完成火星自主、精確、安全著陸任務(wù)要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。” “就像手機(jī)GPS導(dǎo)航一樣，知道自己當(dāng)前處在哪個(gè)位置，這樣才能準(zhǔn)確到達(dá)目的地。”邵巍說(shuō)。

在邵巍團(tuán)隊(duì)提供的理論研究支撐下，探測(cè)器在著陸段可以利用光學(xué)相機(jī)獲取火星表面圖像，并提取星表特征點(diǎn)、隕石坑、山脊、溝壑等作為導(dǎo)航陸標(biāo)，通過(guò)跟蹤這些特征并結(jié)合其他導(dǎo)航信息，可以對(duì)自己的位置、速度、姿態(tài)等進(jìn)行估計(jì)，從而完成精確著陸。

“小團(tuán)隊(duì)”做“大科研”

深空探測(cè)研究了10多年

記者了解到，青島科技大學(xué)自主導(dǎo)航與智能控制研究所成立于2003年，是國(guó)內(nèi)成立較早的研究深空探測(cè)自主導(dǎo)航的高校單位之一。研究所在成立之初就參與了我國(guó)深空探測(cè)方面的研究，并承擔(dān)了相關(guān)的國(guó)家課題。

到目前，研究所在該領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了18年的探索。邵巍告訴記者，目前團(tuán)隊(duì)還承擔(dān)著國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題，繼續(xù)開(kāi)展我國(guó)小行星探測(cè)的相關(guān)研究工作，包含智能環(huán)境感知、自主組合導(dǎo)航、動(dòng)態(tài)環(huán)境模擬、等方面的研究，努力為我國(guó)今后將要開(kāi)展實(shí)施的小行星探測(cè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面的突破。（記者 李珍梅）

責(zé)任編輯：王鳳一