為登陸火星尋找導(dǎo)航“路標”，青科大團隊參與構(gòu)建火星著陸全階段自主導(dǎo)航與制導(dǎo)方案

5月15日清晨，我國首次火星探測任務(wù)探測器“天問一號”成功著陸在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，首次在火星上留下了中國印跡。

青島科技大學(xué)自主導(dǎo)航與智能控制研究所副所長邵巍領(lǐng)銜的技術(shù)團隊，為“天問一號”探測器安全、精確著陸提供了技術(shù)護航。目前，該團隊正在進行小天體探測未知環(huán)境智能感知、自主組合導(dǎo)航技術(shù)研究，為將來我國小行星和彗星探測提供理論和技術(shù)支持。

5月16日正值周日，邵巍依然沒有閑著。在學(xué)校自動化與電子工程學(xué)院樓實驗室內(nèi)指導(dǎo)學(xué)生完善數(shù)據(jù)模型。

邵巍是青科大自主導(dǎo)航與智能控制研究所副所長，也是火星探測器精準著陸自主導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)項目負責(zé)人。自去年“天問一號”發(fā)射以來，他就密切關(guān)注探測器的動態(tài)消息。“從‘天問一號’發(fā)射，到成功著陸，經(jīng)歷了近300個日夜，真是太不容易了！”“天問一號”火星著陸，邵巍難掩激動。自己研究的技術(shù)能為國家的航天事業(yè)貢獻一份力量，他感到非常自豪和驕傲。

太空探測非一日之功。據(jù)邵巍介紹，我國的火星探測任務(wù)立項于2016年，但在立項之前就進行了方案論證和技術(shù)儲備。2012年，青科大與清華、北理工等10家單位共同承擔(dān)了國家973計劃項目——“行星表面精確著陸導(dǎo)航與制導(dǎo)控制問題研究”，用了5年時間構(gòu)建起了一套火星著陸全階段自主導(dǎo)航與制導(dǎo)方案，為火星探測計劃實施奠定了理論基礎(chǔ)。

邵巍團隊承擔(dān)的是“行星表面特征提取跟蹤與快速運動估計方法”子課題，主要負責(zé)探測器著陸末端，自主視覺導(dǎo)航技術(shù)的研究?！盎鹦桥c地球距離遙遠，單向通訊時間約18分鐘?！靻栆惶枴诨鹦巧系闹憰r間是9分鐘，著陸過程還存在通訊黑障、大氣環(huán)境復(fù)雜等問題，這就決定了探測器在著陸階段必須具有自主導(dǎo)航、控制和避障的能力。我們的工作就是找到探測器著陸過程自主導(dǎo)航的方法，確保探測器能夠自主、精準、安全著陸?！鄙畚≌f。在邵巍團隊研究理論支撐下，探測器利用光學(xué)相機獲取火星表面圖像，精準提取隕石坑、陡坡、溝壑等星表特征作為導(dǎo)航路標，自主分析星表特征與導(dǎo)航信息，調(diào)整速度、姿態(tài)、位置等，從而實現(xiàn)精準著陸。

據(jù)介紹，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，是國內(nèi)成立較早的研究深空探測自主導(dǎo)航的高校單位之一，并承擔(dān)了相關(guān)的國家課題。那時，正在讀研究生的邵巍就開始參與深空探測自主導(dǎo)航研究。因為興趣，他執(zhí)著于該領(lǐng)域也有近20年?！吧羁仗綔y自主導(dǎo)航需要一點點做，需要長期積累。研究過程有突破，就會很有成就感，有成就感就會激勵自己繼續(xù)做下去?！鄙畚≌f。

今年4月下旬舉行的2021年中國航天大會上，中國科學(xué)院院士葉培建透露中國小天體探測任務(wù)已經(jīng)進入工程研制階段。邵巍團隊目前承擔(dān)的國家重點研發(fā)項目子課題，就跟我國小天體探測任務(wù)有關(guān)?！拔磥砦覈M行小行星采樣返回任務(wù)和彗星繞飛任務(wù)，這些小天體具有暗弱、自旋、形狀不規(guī)則等特性，探測難度大。需要探測器對位置環(huán)境進行識別并智能感知，需要探測器自主導(dǎo)航著陸，我們要做的就是解決這些問題?！保ㄇ鄭u日報/觀海新聞記者 王世鋒）

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