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　　嫦娥一號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮兼總設(shè)計師葉培建院士在今年全國兩會上透露，目前我國已基本具備火星探測能力，有可能在2020年發(fā)射火星探測器。近日，記者采訪了解到，作為國家首個深空探測的“973計劃”研究由國內(nèi)10家科研單位共同承擔(dān)，青島科技大學(xué)作為非985、211高校和山東省唯一一家單位名列其中。青島科技大學(xué)研究的課題，就是確保未來的星際探測器能夠精準(zhǔn)、安全地著陸。

　　著陸過程定成功與否

　　作為太陽系中表面環(huán)境與地球最相似的天體，火星探測一直是深空探測的重要目標(biāo)。通過火星探測，有助于研究太陽系的形成、演化及生命的起源；有利于揭示其他天體對地球可能存在的影響；有助于發(fā)現(xiàn)可為人類利用的能源和資源。

　　作為整個火星探測任務(wù)最為關(guān)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(wù)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在10分鐘左右，而整個著陸過程歷經(jīng)時間僅持續(xù)6～8分鐘，再加上火星著陸過程中動環(huán)境的復(fù)雜多變、大氣密度的不確定性，導(dǎo)致高精度實時導(dǎo)航極為困難。

　　要突破著陸關(guān)鍵技術(shù)

　　為解決以上難題，由北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、青島科技大學(xué)等10家單位共同承擔(dān)了國家973計劃“行星表面精確著陸導(dǎo)航與制導(dǎo)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(shù)理論基礎(chǔ)。

　　這個項目是我國深空探測領(lǐng)域的第一個973項目，由青島科技大學(xué)特聘教授、973首席科學(xué)家崔平遠教授承擔(dān)。主要目標(biāo)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(shù)需求，研究行星精確著陸探測基礎(chǔ)問題，解決行星精確著陸的導(dǎo)航與制導(dǎo)控制理論難題，并突破相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，建立行星精確著陸導(dǎo)航與制導(dǎo)控制的基礎(chǔ)理論與方法，取得系列原創(chuàng)性成果，達到國際先進水平。

　　承擔(dān)子課題參與其中

　　青島科技大學(xué)作為山東省唯一一所參與深空探測的單位，承擔(dān)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(dǎo)航而開展的一系列研究工作。

　　青島科技大學(xué)自主導(dǎo)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(zé)人之一。

　　于鐳說，青科大承擔(dān)的子課題是完成星際自主、精確、安全著陸任務(wù)要解決的關(guān)鍵一環(huán)。特征提取匹配算法能否進行穩(wěn)定、連續(xù)跟蹤及其運行速度直接關(guān)系到自主導(dǎo)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(xué)環(huán)境的不確知、強非線性以及相對運動估計的累積誤差，導(dǎo)致實時高精度導(dǎo)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(biāo)與機會特征進行高精度實時導(dǎo)航，提出多源擾動下著陸器狀態(tài)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(dāng)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(xué)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(jù)這些特征作為導(dǎo)航陸標(biāo)，對自己的位置、速度、姿態(tài)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(xué)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(biāo)記和規(guī)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。

　　目前，于鐳所帶的課題組已經(jīng)完成了部分研究，一些研究成果獲得了發(fā)明專利和軟件著作權(quán)。

　　記者 張同順 通訊員 李鯤鵬

（來源：半島網(wǎng)-半島都市報）