5月15日清晨，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”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(guó)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(zhǎng)邵巍領(lǐng)銜的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，為“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器安全、精確著陸提供了技術(shù)護(hù)航。目前，該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行小天體探測(cè)未知環(huán)境智能感知、自主組合導(dǎo)航技術(shù)研究，為將來(lái)我國(guó)小行星和彗星探測(cè)提供理論和技術(shù)支持。
5月16日正值周日，邵巍依然沒(méi)有閑著。在學(xué)校自動(dòng)化與電子工程學(xué)院樓實(shí)驗(yàn)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(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。自去年“天問(wèn)一號(hào)”發(fā)射以來(lái)，他就密切關(guān)注探測(cè)器的動(dòng)態(tài)消息。“從‘天問(wèn)一號(hào)’發(fā)射，到成功著陸，經(jīng)歷了近300個(gè)日夜，真是太不容易了！”“天問(wèn)一號(hào)”火星著陸，邵巍難掩激動(dòng)。自己研究的技術(shù)能為國(guó)家的航天事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量，他感到非常自豪和驕傲。
太空探測(cè)非一日之功。據(jù)邵巍介紹，我國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)立項(xiàng)于2016年，但在立項(xiàng)之前就進(jìn)行了方案論證和技術(shù)儲(chǔ)備。2012年，青科大與清華、北理工等10家單位共同承擔(dān)了國(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”，用了5年時(shí)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(cè)計(jì)劃實(shí)施奠定了理論基礎(chǔ)。
邵巍團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的是“行星表面特征提取跟蹤與快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法”子課題，主要負(fù)責(zé)探測(cè)器著陸末端，自主視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)的研究。“火星與地球距離遙遠(yuǎn)，單向通訊時(shí)間約18分鐘。‘天問(wèn)一號(hào)’在火星上的著陸時(shí)間是9分鐘，著陸過(guò)程還存在通訊黑障、大氣環(huán)境復(fù)雜等問(wèn)題，這就決定了探測(cè)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(cè)器著陸過(guò)程自主導(dǎo)航的方法，確保探測(cè)器能夠自主、精準(zhǔn)、安全著陸。”邵巍說(shuō)。在邵巍團(tuán)隊(duì)研究理論支撐下，探測(cè)器利用光學(xué)相機(jī)獲取火星表面圖像，精準(zhǔn)提取隕石坑、陡坡、溝壑等星表特征作為導(dǎo)航路標(biāo)，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(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)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(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，并承擔(dān)了相關(guān)的國(guó)家課題。那時(shí)，正在讀研究生的邵巍就開(kāi)始參與深空探測(cè)自主導(dǎo)航研究。因?yàn)榕d趣，他執(zhí)著于該領(lǐng)域也有近20年。“深空探測(cè)自主導(dǎo)航需要一點(diǎn)點(diǎn)做，需要長(zhǎng)期積累。研究過(guò)程有突破，就會(huì)很有成就感，有成就感就會(huì)激勵(lì)自己繼續(xù)做下去。”邵巍說(shuō)。
今年4月下旬舉行的2021年中國(guó)航天大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士葉培建透露中國(guó)小天體探測(cè)任務(wù)已經(jīng)進(jìn)入工程研制階段。邵巍團(tuán)隊(duì)目前承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目子課題，就跟我國(guó)小天體探測(cè)任務(wù)有關(guān)。“未來(lái)我國(guó)要進(jìn)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(cè)難度大。需要探測(cè)器對(duì)位置環(huán)境進(jìn)行識(shí)別并智能感知，需要探測(cè)器自主導(dǎo)航著陸，我們要做的就是解決這些問(wèn)題。”（青島日?qǐng)?bào)/觀海新聞?dòng)浾?王世鋒）
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