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李茂登:“教”会天问一号着陆火星

来源:科技日报2022-05-17 10:17

  2021年5月15日,当天问一号着陆器成功着陆火星时,李茂登的眼眶湿润了。

  现为北京控制工程研究所高级工程师的李茂登,曾担任天问一号进入舱制导、导航与控制分系统的副主任设计师,负责天问一号火星进入、下降和着陆过程的导航方案与算法。简单来说,他要通过预设好的程序“教”会天问一号计算自己相对火星的位置、速度和姿态,从而实现进入舱的自主控制。

  包裹着着陆巡视器的天问一号进入舱在距离火星表面125公里处进入火星大气,时速约每秒4.8公里。而在大约9分钟后,天问一号着陆器的速度将降为0,并以预设的姿态平稳着陆于火星表面。但由于地球与火星之间存在单程约17分钟的通信时延,地面无法对着陆过程进行实时远程控制,因此这一切只能依靠着陆器自己完成。而这9分钟,也常被称为“恐怖9分钟”。

  李茂登最担心的是伞降环节,降落伞打开后产生的强大阻力会让进入舱左摇右摆。如果摇摆过于剧烈,可能会“转晕”着陆器,使其失去方向。这无疑是对进入舱的巨大考验,也是对李茂登工作成果的实际检验。

  为了确保成功,李茂登和他的同事们在地球上做了大量准备工作,他们尽可能地建立精确的仿真模型,模拟所有可能出现的情况,进行数百万次的仿真“打靶”,并开展相应的试验验证工作。而为了适应大动态、强不确定性飞行环境带来的挑战,李茂登设计了高容错强自主的多源信息融合自主导航方案和算法,能够实现关键导航状态的准确估计,进而引导进入舱作出正确决策,自主着陆火星。

  但地球上再多次的模拟,也终归与火星环境不同。当着陆器真正开始着陆火星时,李茂登的心脏仿佛要从胸膛中跳出来,那或许是他经历过的最漫长的9分钟。进入火星大气、伞降控制、动力减速、悬停成像……这些在地球上模拟过无数次的环节,在实际着陆时却依然让人紧张万分。终于,当着陆成功的信号自3亿公里外的火星传回地球时,李茂登的心又回到了原来的位置。而他这7年来的辛酸也都在这一刻烟消云散,故作镇静的外表之下,内心已是风起云涌。

  李茂登有时也觉得委屈,航天任务如果只看结果,便只有成功与失败。而一旦失败,再多的艰辛也将付之东流,无人知晓。但航天同样也磨炼了他,以前总是患得患失的他,如今已变得豁达坦然。压力难以排解时,他会弹弹钢琴、看看书,追寻属于自己内心的平静。毕竟与这辽阔无垠的宇宙相比,他的焦虑如沧海一粟般渺小而又微不足道。他热爱航天这项事业,他相信只要付出100%的努力,不给人生留下遗憾,在某种意义上也是一种成功。实习记者 都 芃

[ 责编:张梦凡 ]
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