嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士在今年全国两会上透露，目前我国已基本具备火星探测能力，有可能在2020年发射火星探测器。近日，记者采访了解到，作为国家首个深空探测的“973计划”研究由国内10家科研单位共同承担，青岛科技大学作为非985、211高校和山东省唯一一家单位名列其中。青岛科技大学研究的课题，就是确保未来的星际探测器能够精准、安全地着陆。
着陆过程定成功与否 作为太阳系中表面环境与地球最相似的天体，火星探测一直是深空探测的重要目标。通过火星探测，有助于研究太阳系的形成、演化及生命的起源；有利于揭示其他天体对地球可能存在的影响；有助于发现可为人类利用的能源和资源。
作为整个火星探测任务最为关键的阶段之一，火星进入、下降和着陆过程直接决定了探测任务的成功与否。在火星探测器着陆阶段，探测器与地球的通信延迟在10分钟左右，而整个着陆过程历经时间仅持续6～8分钟，再加上火星着陆过程中动环境的复杂多变、大气密度的不确定性，导致高精度实时导航极为困难。
要突破着陆关键技术 为解决以上难题，由北京理工大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、清华大学、青岛科技大学等10家单位共同承担了国家973计划“行星表面精确着陆导航与制导控制问题研究”项目（“深空973”项目），对未来我国火星探测计划的实施奠定技术理论基础。
这个项目是我国深空探测领域的第一个973项目，由青岛科技大学特聘教授、973首席科学家崔平远教授承担。主要目标是针对我国在“载人航天与探月工程”重大工程实施后所面临的行星着陆探测技术需求，研究行星精确着陆探测基础问题，解决行星精确着陆的导航与制导控制理论难题，并突破相应的关键技术，建立行星精确着陆导航与制导控制的基础理论与方法，取得系列原创性成果，达到国际先进水平。
承担子课题参与其中 青岛科技大学作为山东省唯一一所参与深空探测的单位，承担了该项目的子课题——“行星表面特征提取跟踪与快速运动估计方法”，主要针对行星着陆末端，利用地表图像进行特征提取跟踪并进行视觉自主导航而开展的一系列研究工作。
青岛科技大学自主导航与智能控制研究所所长于镭，是“深空973”项目青科大的负责人之一。
于镭说，青科大承担的子课题是完成星际自主、精确、安全着陆任务要解决的关键一环。特征提取匹配算法能否进行稳定、连续跟踪及其运行速度直接关系到自主导航的可行性、精度与可靠性；另一方面，行星着陆过程中动力学环境的不确知、强非线性以及相对运动估计的累积误差，导致实时高精度导航极为困难。因此迫切需要研究着陆过程的特征跟踪方法，开展基于机器视觉的着陆器运动估计方法的研究工作，利用行星表面自然路标与机会特征进行高精度实时导航，提出多源扰动下着陆器状态非线性估计理论与方法，最终目的是建立较为完善的行星表面特征提取、跟踪与快速运动估计理论方法。
“通俗地讲我们研究的是探测器的软件。”于镭介绍说，探测器上面有处理器，里面运行着多种程序。当着陆器的防热罩抛掉后，处理器开始运行着陆程序，在下降着陆段探测器利用光学相机对火星表面进行拍照以获取火星表面的瞬时图像，并通过程序运算识别火星地面特征。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，从而避开大的石头、陨石坑，选择平坦的地面降落。随着探测器高度下降，光学相机拍到的影像清晰度增加，探测器进而能够识别更小的石块，从而进行标记和规避，最终寻找到最完美的降落地。就像驾驶员开车需要看交通指示牌一样，才能够知道自己在哪，否则就可能迷路，到不了目的地。
目前，于镭所带的课题组已经完成了部分研究，一些研究成果获得了发明专利和软件著作权。
记者 张同顺 通讯员 李鲲鹏
（来源：半岛网-半岛都市报）
