探火星途 青岛护航

在这次火星探测任务成功着陆中，早报记者了解到，青岛科技大学、青岛理工大学以及青岛海丽雅集团有限公司，发挥了“青岛力量”的巨大作用，为“天问一号”探测器精准成功着陆保驾护航。

青岛科技大学团队:给“天问一号”装导航

青岛科技大学自主导航与智能控制研究所副所长邵巍领衔的技术团队，为“天问一号”探测器安全、精确着陆提供了技术护航。目前，该团队正在进行小天体探测未知环境智能感知、自主组合导航技术研究，为将来我国小行星和彗星探测提供理论和技术支持。

邵巍是青科大自主导航与智能控制研究所副所长，也是火星探测器精准着陆自主导航技术相关项目负责人。据邵巍介绍，中国的火星探测任务于2016年正式立项。而在立项之前，有很多方案设计和论证工作。青岛科技大学当时和清华大学、北京理工大学、北京控制工程研究所、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等10家单位共同承担的研究国家973计划项目“行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究”，构建了一套火星着陆全阶段自主导航与制导方案，为我国火星探测计划的实施奠定理论基础。

“利用地表图像进行特征提取跟踪，并进行自主导航是完成火星自主、精确、安全着陆任务要解决的关键技术问题。”邵巍告诉记者，青科大的技术实现了让探测器利用地表图像进行特征提取、跟踪，并据此完成着陆段自主视觉导航。这不仅是完成着陆器自主导航的重要手段，也将在很大程度上解决我国行星探测自主、安全、精确着陆任务的关键技术问题。

“火星与地球距离遥远，而且地表情况复杂，探测器与地球之间的通信存在10多分钟的时间差，着陆过程存在通讯黑障，动力学环境也存在不确知等情况，进行实时高精度安全着陆极为困难。这就要求探测器在着陆阶段必须具有自主导航、控制和障碍规避的能力。 ”邵巍的其他三位团队队员表示，团队的工作，就是研究探测器着陆过程自主导航方法。 “就像手机GPS导航一样，知道自己当前处在哪个位置，这样才能准确到达目的地。 ”

在邵巍团队提供的理论研究支撑下，探测器在着陆段可以利用光学相机获取火星表面图像，并提取星表特征点、陨石坑、山脊、沟壑等作为导航陆标，通过跟踪这些特征并结合其他导航信息，可以对自己的位置、速度、姿态等进行估计，从而完成精确着陆。记者了解到，青岛科技大学自主导航与智能控制研究所成立于2003年，是国内成立较早的研究深空探测自主导航的高校单位之一。

青岛理工大学团队:“深空之眼”保驾护航

另一股“青岛力量”是来自于青岛理工大学的测控技术与仪器专业研究团队。据团队负责人郭阳表示：“天问一号探测器于2020年7月23日在中国文昌航天发射场由长征五号运载火箭成功发射，至今已飞行295天，距离地球约3.2亿千米。这次成功着陆，复杂网络与可视化研究所航天可视化团队研制的深空探测实时三维可视化技术在本次火星探测任务中接受了实战任务考验。 ”

“这项技术就像探测器的‘眼睛’，让它保持更好的姿势运行。 ”郭阳表示，航天可视化团队为天问一号探测器在飞向火星过程的“绕”、“着”、“巡”串联任务中的轨道修正、姿态调整以及飞行控制与指挥提供关键技术支持和工程保障，并将在后续祝融号火星车开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测等火星表面探测遥操作任务中继续发挥作用，为天问一号火星探测任务圆满成功保驾护航。

据了解，复杂网络与可视化研究所航天可视化团队早在2011年萤火一号火星探测器发射任务中就已经作为任务全过程的推演平台。曾先后参与并圆满完成多项国家重大载人航天、探月工程以及深空探测等工程实战任务。

海丽雅集团:“青岛索”保障安全着陆

此次火星探测任务的成果背后，青岛的另一项技术提供了“护航”保障——青岛海丽雅集团有限公司提供的着陆伞绳连接技术，确保了探测器“稳稳”着陆。

海丽雅集团技术中心副主任张丽东介绍，他们的技术主要发挥作用于探测器进入火星大气后安全着陆这一核心环节。他说:“探测器从130多千米的高空进入火星大气，时速高达每秒5.9千米，要在短短几分钟的时间内，将速度降至零，才能实现安全着陆。这也是所有火星探测任务中技术难度最大、失败概率最高的关键时刻。 ”

这几分钟对降落伞绳提出了极高要求。因为在着陆过程中，减速伞打开的一瞬间和探测器着陆的一瞬间对伞绳的冲击力都非常大，传统的绳索插接方式一旦耐受不住冲击力就会产生断裂，探测器也将无法完成后续任务。“天问一号”着陆器降落伞的伞绳，采用的是海丽雅集团的发明专利——绳索插接技术，确保了探测器着陆阶段的降落伞减速环节万无一失。张丽东告诉记者：“采用传统伞绳连接方式，在降落环节的强力损失可高达50%；而绳索插接技术的自锁功能能够最大限度提高伞绳强度、减少强力损失，成功确保了着陆器安全。”

在“天问一号”火星探测器正式发射前，海丽雅还参与了地面模拟实验环节，仿真模拟着陆器在进入火星大气过程中降落伞开伞时所承受的瞬态冲击力，以验证着陆器整体结构载荷能力和稳定性。为此，海丽雅经过一年半的技术攻关，定向研发了一款特种弹性绳索，完美替代了原有大型金属弹簧方案，经过上千次试验，圆满完成了火星探测器着陆计划的地面试验，为探测器着陆火星做好了充分准备。

作为先后为中国海洋科考船“大洋一号”、“科学”号、“雪龙”号、载人潜水器“蛟龙”号等国家重大科研项目定向研发特种绳缆的企业，海丽雅目前拥有专利1600多项，曾荣获国家科学技术进步奖二等奖。

观海新闻/青岛早报记者 钟尚蕾 照片由受访单位提供

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