邵春涛骄傲！“天问一号”背后的哈工大力量探测器|火星探测器|航天学院

2021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着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。后续，祝融号火星车将依次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。

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天问一号组成结构（图片来源：航天科技集团）
据了解，我国首次火星探测任务于2016年立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视探测。天问一号探测器于2020年7月23日在海南文昌由长征五号运载火箭成功发射；2021年2月10日成功实施火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星；2月24日探测器进入火星停泊轨道，开展了为期约3个月的环绕探测，为顺利着陆火星奠定了基础。

从嫦娥探月到天问探火，哈工大人在逐梦航天的道路上从未缺席，凭借过硬的技术和默默的坚守，持续助力航天强国建设。

根据天问一号火星探测任务的总体任务需求，航天学院冷劲松教授团队研制了中国国旗锁紧展开机构、变结构锁定及多级伸展结构和落火监视相机转动装置共 3 个产品，于2020年1月5日成功完成了关键技术试验，解决了低温、辐照等极端恶劣使役环境下，长时间锁定、低冲击可靠展开的关键技术难题。在国际上首次实现形状记忆聚合物复合材料结构在深空探测工程中的应用，标志着我国在智能材料及其在航天器结构的应用领域处于国际前列。
【 邵春涛|骄傲！“天问一号”背后的哈工大力量】航天学院控制科学与工程系航天器控制团队参与了火星环绕器制动捕获方案论证与关键技术攻关，攻克了环绕器制动点火姿态建立、大角度姿态机动方案设计、制动捕获方案优化以及制动捕获过程中的姿态稳定控制方案设计等多项关键技术问题，为火星环绕器制动捕获任务的成功提供了技术支撑。
2020年10月1日，天问一号火星探测器首次深空“自拍”图像上的五星红旗光彩夺目，这抹鲜艳的中国红出自哈工大化工与化学学院吴晓宏教授团队。吴晓宏教授团队经过一系列科研攻关，开发出集抗辐照、低挥发和耐高低温交变等性能于一体的国旗用特种功能材料，并经特殊工艺套印在铝板上，国旗在经历了辐照、高低温交变、低温存储、粘合脱落等多重试验考核后，才最终安装在探测器侧面。

2021年5月15日，天问一号探测器着陆火星，哈工大人再添新功。

哈工大（威海校区）信息科学与工程学院自动化专业系主任邵春涛与航天科技集团五院合作参与了我国火星探测任务“天问一号”研制工作，邵春涛负责的“火星EDL过程仿真”和“火星车GNC模拟”两个课题分别为火星探测器安全着陆以及后续的火星车巡视探测提供了有力支撑。

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着陆、分离、巡视探测效果图（图片由哈工大提供）
据介绍，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, descent and landing，EDL) 段，其中实现软着陆的EDL段直接决定整个探测任务的成败。火星上复杂的大气环境、地理环境以及通信黑障等因素都给EDL过程带来了巨大挑战。EDL全过程耗时大约9分钟，而火星探测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，需要火星探测器全自主完成，这对火星探测器的自主性、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。
“火星车GNC模拟”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，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，为火星车上的敏感器提供激励信号，从而实现完整的控制闭环。