中国的航天活动触角已经伸到了月球，但深空的火星及其他行星目前还是空白。火星、小行星将成为中国的下一步探测目标，国家首个深空探测的973计划研究也确定由国内10家科研单位共同承担，青岛科技大学作为山东唯一一家单位位列其中。6月5日，记者采访了解到，青科大研究的课题，就是确保未来的星际探测器能够精确、安全地着陆。对飞往深空的探测器来说，青岛科技大学的研究老师是名副其实的“保镖”。
深空探测青岛高校占一份
6月5日上午，在青岛科技大学校内一栋老旧的小楼里，记者见到了自主导航与智能控制研究所所长于镭，他就是973计划深空探测研究青科大的负责人。
据于教授介绍，国家973计划“行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究”由北理工、哈工大、北航、清华等10家单位共同承担，这意味着青岛科技大学是山东唯一一所参与深空探测的单位。于教授说，目前国内已经对深空探测展开了研究，这意味着在不久的将来，中国也有可能发射自己研发的火星及小行星探测器。“前期的设计、算法、可能遇到的问题多是在高校完成的。从今年开始，我们研究所开始着手做深空探测的前期研究，探测目标也是更远的火星、小行星等星球。”
与探月工程相比，飞行器飞往火星面临更多的问题，其中能量是重要问题，“飞行器长期工作，并且要与地面保持联系，距离太阳越远，太阳光越弱，飞到火星的话太阳能电池的效率会很低，但是靠其他星球引力提供能量又会耗费更多的时间。”探测器抵达火星后，着陆实时自主导航与控制又是一个难题，“在近地对接可以实现实时监控，但是到火星那么遥远的地方，光传播过去都需要8到20分钟，这意味着探测器从火星发回的信息都是20分钟之前的，指令发出后再需要传输给探测器接收，这么长的时间，探测器都可能已经失去控制，撞毁到火星表面上了，因此探测器必须具有自主导航、控制和障碍规避的能力，飞行器就可能撞到火星表面。”于教授说。
探测器着陆必须一次成功
在10家研究单位中，青岛科技大学自主导航与智能控制研究所承担的工作就是确保探测器在着陆过程中自主导航的一部分，于教授表示，深空探测的每一个环节都很重要，“一次探测需要耗费很多的人力财力，一旦出点小问题，这次探测任务就可能失败，这不同于路面设备的测试，深空探测事先无法进行实地测试，只能尽可能地模拟着陆过程，而且必须一次成功。”
研究所的邵巍博士介绍，他们研究的课题主要包括对星球表面环境特征的提取、跟踪和导航算法的设计，而火星表面气候变化多端，星表形态多种多样等，对探测器而言如何精确着陆“危险重重”。“火星表面环境到底是什么样，没有人去过，这些在着陆前都需要观测，在着陆前寻找合适的地方。通过光学相机探测器可以把火星表面拍下来，但是火星从未有人去过，探测器遇到石头 、陨石坑等障碍并不知道危险，对环境特征的提取识别就是在着陆过程从图像信息中提供有用的信息，让探测器根据这些特征作为导航陆标，对自己的位置、速度、姿态进行估计。就像我们开车需要看到交通指示牌一样，才能够知道自己在哪，否则就可能迷路，到不了目的地。这些看起来比较简单的工作，让探测器来自己完成实际上非常复杂，必须让探测器有足够的智能性，成为一个具有自主识别 、自主导航、自主控制能力的智能机器人，才能保证探测器的精确着陆。”
确保安全着陆，探测器在接触表面时需要将速度接近为0，“在深空中飞行速度很快，如果着落不当就会和星球表面撞上。下降过程中探测器需要观察周围的环境，让探测器自动规划着陆轨迹，避开陨石坑 、岩石等障碍物。”于教授说青岛科技大学的老师们正是给这些问题的解决提供一定的技术支持和保障。
谈到中国未来的深空探测计划，于教授说，他们现在所做的正是前期的基础工作，他也相信，在不久的将来，中国也将向深空探测迈进，“中国实现火星探测将不再是梦。”
记者 纪国亮 图由研究所提供
（来源：半岛网-城市信报） [编辑: 李敏娜]
