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TUhjnbcbe - 2022/11/9 21:46:00

齐鲁晚报·齐鲁壹点记者陈乃彰通讯员张玉芹

年5月15日7时18分,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。从去年7月23日成功发射揭开我国地外行星探测新篇章,到成为我国第一颗人造火星卫星、首次拍摄火星高清影像,再到实现我国首次地外行星着陆,短短10个月不到的时间内,“天问一号”创造了我国深空探测领域的一系列新突破,推动我国星际探测再上新台阶,无疑也是人类航天史上的一次壮举。成功的背后,凝结着中国航天人昼夜不息的攻坚克难、卓越创新。其中,就有哈尔滨工业大学威海校区信息科学与工程学院控制科学与工程系主任邵春涛老师的贡献。

助推“天问一号”成功落火

年邵春涛考入哈工大航天学院,完成了本科、硕士和博士阶段的学习后,于年来到哈工大威海校区任教,一直从事飞行器制导控制、智能控制和运动控制等方面的研究工作,与航天科工集团二院和航天科技集团一院多年来有紧密的合作。

年我国首次火星探测任务正式批复立项,计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视,对火星进行全球性、综合性的环绕探测,在火星表面开展区域巡视探测。在航天科技集团五院工作的同学对邵春涛的擅长领域和工作能力比较熟悉,有智能控制方面的需求首先想到他。年初,邵春涛与航天科技集团五院正式合作,加入到我国火星探测任务“天问一号”的研制工作中,具体负责与“火星EDL过程仿真”和“火星车GNC模拟”相关的两个课题,分别应用于火星探测器安全着陆和后续的火星车巡视探测。

“天问一号探测器”由环绕器和着陆巡视器组成,着陆巡视器包括“祝融号”火星车及进入舱。据邵春涛介绍,火星着陆探测任务的飞行过程可以分为三段:发射段、地-火转移段和进入、下降与着陆(Entry,DescentandLanding,简称EDL)段,其中实现软着陆的EDL段直接决定整个着陆探测任务的成败。火星上复杂的大气环境、地理环境以及通信延时等因素都给EDL过程带来了巨大挑战。

“EDL全过程耗时大约9分钟,而着陆巡视器着陆时与地球的单向通信延时超过17分钟,地面无法介入EDL过程,需要巡视器全自主完成,这对着陆巡视器的自主性、可靠性与安全性提出了更高的要求,因此需要通过火星EDL过程仿真系统在地面对EDL全过程的算法和方案进行仿真、分析和验证,以提高EDL过程设计的可靠性。”邵春涛说。

“火星车GNC模拟”则是为火星车制导、导航与控制系统的物理仿真试验提供运动控制并监测与分析火星车运动状态的功能模块。“火星上地形地貌复杂多变,昼夜温差极大,电磁环境复杂,且多处于未知状态,因此需要在地面上设计移动平台实现火星车巡视考察的运动模拟,为‘祝融号’上的敏感器提供激励信号,从而实现完整的控制闭环。”邵春涛表示。

经过调研、前期论证、仿真环境搭建以及反复调试验证等过程,项目历时近两年,最终在年底成功通过验收,并应用在火星探测任务中。年7月23日“天问一号”成功发射后,邵春涛一直

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