青橙奖获奖者朱飞虎:天问一号是这样着陆的

新京报贝壳财经讯(采访人员 罗亦丹)10月19日 , 在2021云栖大会上 , 朱飞虎、韦东奕、陆盈盈等10名不超过35岁的优秀青年学者获得达摩院2021青橙奖 , 在青橙奖颁奖礼现场 , 中国科学院院士杨孟飞、常进、周成虎、樊文飞等4位院士为2021青橙奖得主颁奖 。
今年青橙奖首度颁给国家重大科技任务的贡献者 , 如来自北京控制工程研究所的朱飞虎主导研发航天器的“眼睛” , 让“天问一号”度过火星着陆的“黑色9分钟” , 稳稳降落在乌托邦平原 , 是首位把科研成果送上火星的青橙奖得主 。
朱飞虎担任天问一号火星着陆多功能避障敏感器的主任设计师 , 主持完成了该产品的研制与交付 。 该产品于 2019 年 4 月份交付整星 , 随天问一号探测器于 2020 年 7 月发射入轨 , 2021 年 5 月 15 日成功着陆火星乌托邦平原 。
【青橙奖获奖者朱飞虎:天问一号是这样着陆的】据了解 , 火星软着陆是国际航天领域中最为困难、成功率最低的一项任务 , 成功率不到 50% 。 由于火星距离地球达到 4 亿公里 , 不能进行实时通信 , 在天问一号着陆火星的 9 分钟惊心动魄的过程中 , 均依靠探测器自主控制 , 地面无法进行干预 。
10月19日 , 朱飞虎在接受贝壳财经采访人员采访时表示 , 火星着陆是一个难度非常大的动作 , 在全世界历史上总共有很多国家都参与了这个过程 , 但实际上最终实现这个过程的国家只有两个:一个是美国 , 另外一个就是中国 。
“美国采用的(着陆)方式比较多 , 首先它有气囊着陆的方式 , 通过一个打开的气囊来缓冲 , 进行着陆车的保护;另外 , 好奇号和后面的伊利号 , 都是采用天空起重机方式进行着陆的 , 这也是他们的一种方式 。 ”他表示 。
朱飞虎告诉贝壳财经采访人员 , 中国的方式和上述方式都不一样 , 而是选择类似于探月工程的着陆方式 , 我们叫软着陆 。
在他看来 , 软着陆和美国着陆方式最大的不同 , 主要包括两个过程:“首先是大气的伞降 , 通过大气空气动力学把速度降到一个比较低的水平 。 然后 , 把探测器的大底抛掉 , 视觉系统露出来进行精确导航 , 这时候就可以把缓冲7500牛发动机打开 , 做一个动力的减速 , 这个减速过程相当于伞降过程精确可控的减速方式 。 我所做的工作主要在动力下降的这段时间 , 大概从10公里开始 , 探测器需要精确导航 , 需要一个精确的‘眼睛’ , 我做的就是这个‘眼睛’ 。 ”
朱飞虎表示 , 探测器主要完成的动作有这么几个:“一是通过视觉系统来规避被罩 , 因为它抛完大底之后 , 降落伞就会随着被罩脱离探测器了 , 这时我们要找一个落点 , 该落点不能和降落伞落点冲突 , 不然会出现撞车的现象 。 ”
“二是通过视觉系统做一个初步避障 , 把大型的岩石、比较高的山峰避掉 , 不能落在这个地方 , 因为如果落到的话 , 就不适合混行车的行走 。 另外 , 100米时(探测器)做了悬停的动作 , 这是通过我们的视觉系统激光的三维成像实现的 。 通过这个动作 , 去规避一些非常小的岩石和凹坑 , 进行精确的避障 , 保证咱们的混行车不会落到岩石和坑上 。 因为它的着陆腿相对比较细 , 如果落到这些岩石上有可能存在翻车的风险 。 ”朱飞虎对贝壳财经采访人员表示 。
阿里巴巴集团董事会主席兼首席执行官张勇表示 , 将加大对基础科研的支持力度 , 阿里巴巴全球数学竞赛金奖奖金将提升至5万美元 , 总奖金也将大幅提升;同时 , 达摩院青橙奖奖金池将提升至3000万元 , 明年开始每年奖励30人 , 每人奖励100万元 。

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