為登陸火星尋找導航“路標”，青科大團隊參與構建火星著陸全階段自主導航與制導方案

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

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

5月16日正值周日，邵巍依然沒有閑著。在學校自動化與電子工程學院樓實驗室內指導學生完善數據模型。

邵巍是青科大自主導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航技術相關項目負責人。自去年“天問一號”發射以來，他就密切關注探測器的動態消息。“從‘天問一號’發射，到成功著陸，經歷了近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。自己研究的技術能為國家的航天事業貢獻一份力量，他感到非常自豪和驕傲。

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

邵巍團隊承擔的是“行星表面特征提取跟蹤與快速運動估計方法”子課題，主要負責探測器著陸末端，自主視覺導航技術的研究。“火星與地球距離遙遠，單向通訊時間約18分鐘。‘天問一號’在火星上的著陸時間是9分鐘，著陸過程還存在通訊黑障、大氣環境復雜等問題，這就決定了探測器在著陸階段必須具有自主導航、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航的方法，確保探測器能夠自主、精準、安全著陸。”邵巍說。在邵巍團隊研究理論支撐下，探測器利用光學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航路標，自主分析星表特征與導航信息，調整速度、姿態、位置等，從而實現精準著陸。

據介紹，青島科技大學自主導航與智能控制研究所成立于2003年，是國內成立較早的研究深空探測自主導航的高校單位之一，并承擔了相關的國家課題。那時，正在讀研究生的邵巍就開始參與深空探測自主導航研究。因為興趣，他執著于該領域也有近20年。“深空探測自主導航需要一點點做，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做下去。”邵巍說。

今年4月下旬舉行的2021年中國航天大會上，中國科學院院士葉培建透露中國小天體探測任務已經進入工程研制階段。邵巍團隊目前承擔的國家重點研發項目子課題，就跟我國小天體探測任務有關。“未來我國要進行小行星采樣返回任務和彗星繞飛任務，這些小天體具有暗弱、自旋、形狀不規則等特性，探測難度大。需要探測器對位置環境進行識別并智能感知，需要探測器自主導航著陸，我們要做的就是解決這些問題。”（青島日報/觀海新聞記者 王世鋒）

責任編輯：張慕鑫