山大行星科學團隊助力「天問一號」成功著陸火星

近日,航天科技集團有限公司第五研究院火星探測項目辦公室致信山東大學,感謝山東大學行星科學團隊為「天問一號」火星探測器成功著陸任務作出的貢獻。

5月15日7時18分,「天問一號」探測器成功著陸於火星烏托邦平原南部,我國首次火星探測任務著陸火星圓滿成功。「天問一號」任務實現了我國首次地外行星登陸,完成了從地月繫到行星際的跨越,在火星上首次留下中國印跡,邁出了我國行星探測征程的第一步。

儘管火星是太陽系中最有可能被人類改造居住的行星,但表面環境惡劣。火星表面沒有穩定的液態水體,以二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,多種因素導致大量沙塵懸浮在空氣中,常年均有塵暴事件發生。火星天氣狀況複雜,塵暴發生時細小的沙粒遮天蔽日,最大時可覆蓋整個火星。火星著陸任務中,探測器進入、下降與著陸(Entry,Descent,andLanding,EDL)階段被稱為「黑色9分鐘」,其中塵暴事件會對「天問一號」著陸器的落點判斷、避障懸停等產生嚴重不利影響,直接威脅著「天問一號」的著陸安全。因此,對著陸區塵暴識別、時空分佈概率分析和預測是著陸任務中重要且具有挑戰性的關鍵技術之一,直接關係到著陸任務能否成功並影響著陸精度,以及探測器後續正常運行狀況。

山大行星科學團隊助力「天問一號」成功著陸火星

「天問一號」著陸區塵暴空間概率分佈示意圖

山東大學空間科學與物理學院/空間科學研究院行星科學團隊的李勃副教授、張江老師和研究生協同攻關,克服了缺少國外實時數據、數據處理時間短、計算模型複雜等困難,創建了我國首個火星塵暴資料庫,掌握了火星塵暴和光學深度的時空分佈規律。他們利用「天問一號」中解析度相機圖像,對著陸階段著陸點塵暴和光學深度做出了準確預測,為「天問一號」成功著陸提供了決策依據,有力保障了「天問一號」的成功著陸。他們的付出響應了習近平總書記提出的科技創新應當「面向國家重大需求」的號召,為我國深空探測任務貢獻出山大力量。

山大行星科學團隊助力「天問一號」成功著陸火星

團隊成員李勃、張江和研究生王奕在著陸前處理「天問一號」中分相機數據

近年來,以凌宗成教授為課題組長的山大行星科學團隊在學校「太陽爆發及其對行星空間環境的影響」攀登團隊、空間科學與物理學院、空間科學研究院學科高峰計劃的大力支持下,先後創建了行星數據系統(PDS)實驗室、行星表面物質與環境模擬實驗室等支撐平台,搭建了國內首台火星環境模擬科學實驗艙,深度參與了「嫦娥」探月工程以及「天問一號」首次火星探測任務,承擔了民用航天預研項目、國家自然科學基金重點及面上基金等項目,在火星和月球科學研究方面取得了一系列的研究成果,受到國內外同行的關注和認可。

山大行星科學團隊助力「天問一號」成功著陸火星