?　　半島網3月29日消息 近日，記者了解到，在國家973計劃“行星表面精確著陸導航與制導控制問題研究” 項目（“深空973”項目）中，青島科技大學作為國內10家科研單位之一，負責研究如何確保未來的星際探測器能夠精準、安全地著陸。

　　青科大進軍深空探測領域

　　作為整個火星探測任務最為關鍵的階段之一，火星進入、下降和著陸過程直接決定了探測任務的成功與否。在火星探測器著陸階段，探測器與地球的通信延遲大概在 10 分鐘左右，而整個著陸過程歷經時間僅持續 6～8 分鐘，再加上火星著陸過程中動環境的復雜多變大氣密度的不確定性，導致高精度實時導航極為困難。為解決以上難題，由北京理工大學、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、清華大學、青島科技大學等10家單位共同承擔了國家973計劃“行星表面精確著陸導航與制導控制問題研究” 項目（“深空973”項目），對未來我國火星探測計劃的實施奠定技術理論基礎。這個項目是我國深空探測領域的第一個973項目，由青島科技大學特聘教授、973首席科學家崔平遠教授承擔。

　　主要目標是針對我國在“載人航天與探月工程”重大工程實施后所面臨的行星著陸探測技術需求，研究行星精確著陸探測基礎問題，解決行星精確著陸的導航與制導控制理論難題，并突破相應的關鍵技術，建立行星精確著陸導航與制導控制的基礎理論與方法，取得系列原創性成果，達到國際先進水平。項目的研究將為深空探測、尤其是行星精確著陸探測的導航與制導控制提供理論和關鍵技術支撐，形成一系列具有自主知識產權的創新性成果，并應用于我國未來的火星和小行星著陸探測重大工程；同時，培養一批具有創新能力的深空探測領域的學術帶頭人和青年骨干，為實現我國在深空探測領域的跨越式發展奠定基礎。

　　青島科技大學作為非985、211高校和山東省唯一一所參與深空探測的單位承擔了該項目的子課題——“行星表面特征提取跟蹤與快速運動估計方法”，主要針對行星著陸末端，利用地表圖像進行特征提取跟蹤并進行視覺自主導航而開展的一系列研究工作。

　　

我國火星“繞-落-巡”探測任務方案設計

　　小團隊也能做大文章

　　在青島科技大學四方校區一棟不起眼的小樓里，有一個自主導航與智能控制研究所，研究所承擔的工作就是確保探測器在著陸過程中自主導航的一部分。自主導航與智能控制研究所所長于鐳，是“深空973”項目青科大的負責人之一。

　　說起青科大緣何能參與此項目，于鐳說：“基于巧合和信任”。他說：“國內深空探測研究的領軍人物崔平遠教授是我在哈工大讀博士時的校友，我們曾在一個實驗室工作過。一個偶然的機會，我們在學校的操場上相遇并聊起一些專業的問題，當時他正在籌備申報‘光學自主導航863’項目，他覺得我有能力和水平參與到這個項目中來，我也一直想做這方面的工作，所以一拍即合，就加入進來。”

　　據于鐳副教授介紹，他研究深空探測，已有十年之久，主要源于對這項研究的熱愛，因熱愛而更加執著。“剛開始的時候，全校只有我一人從事這方面的研究，可以說是非常孤獨。十年的堅持，一直在路上，我們參與這個項目，已躋身國家深空探測第一梯隊，我們不能掉隊。現在，我的團隊共有三人，邵巍和郭瑛已慢慢成長起來，我很欣慰，現在邵巍老師也已經成為國家973項目子課題的負責人，郭瑛老師也已獨立承擔國家自然科學基金項目。雖然工作條件和人員配備無法與合作的其它高校相比，但是有學校和學院的支持，我們依然有責任、有信心把這項課題做好，為我國深空探測做出應有的貢獻。”

　　于鐳介紹說，青科大承擔的子課題是完成星際自主、精確、安全著陸任務要解決的關鍵一環。特征提取匹配算法能否進行穩定、連續跟蹤及其運行速度直接關系到自主導航的可行性、精度與可靠性；另一方面，行星著陸過程中動力學環境的不確知、強非線性以及相對運動估計的累積誤差，導致實時高精度導航極為困難。因此迫切需要研究著陸過程的特征跟蹤方法，開展基于機器視覺的著陸器運動估計方法的研究工作，利用行星表面自然路標與機會特征進行高精度實時導航，提出多源擾動下著陸器狀態非線性估計理論與方法，最終目的是建立較為完善的行星表面特征提取、跟蹤與快速運動估計理論方法。

　　“通俗地講我們研究的是探測器的軟件。”于鐳介紹說，探測器上面有處理器，里面運行著多種程序。當著陸器的防熱罩拋掉后，處理器開始運行著陸程序，在下降著陸段探測器利用光學相機對火星表面進行拍照以獲取火星表面的瞬時圖像，并通過程序運算識別火星地面特征。探測器根據這些特征作為導航陸標，對自己的位置、速度、姿態進行估計，從而避開大的石頭、隕石坑，選擇平坦的地面降落。隨著探測器高度下降，光學相機拍到的影像清晰度增加，探測器進而能夠識別更小的石塊，從而進行標記和規避，最終尋找到最完美的降落地。就像駕駛員開車需要看交通指示牌一樣，才能夠知道自己在哪，否則就可能迷路，到不了目的地。這些看起來比較簡單的工作，讓探測器自己完成實際上非常復雜，必須讓探測器有足夠的智能性，成為一個具有自主識別、自主導航、自主控制能力的智能機器人，才能保證探測器的精準、安全著陸。目前，于鐳所帶的課題組已經完成了部分研究，一些研究成果獲得了發明專利和軟件著作權。

　　通訊員 李鯤鵬 文 游瀟 圖 由青島科技大學提供

　　

好奇號著陸過程

　　 [編輯: 董芳]