天問一號拉開行星際探測序幕 上海航天專家：探測器自主導航技術將進一步發揮重要作用

新民晚報訊（記者 葉薇）“隨著天問一號火星探測器于2020年7月成功發射，正式拉開了我國行星際探測的序幕，在接下來的小行星、木星系和太陽系邊際探測任務中，探測器自主導航技術將進一步發揮重要作用。”今天上午，第十屆航天技術創新國際會議上，中國航天科技集團有限公司上海航天技術研究院院長助理劉付成介紹了我國行星際探測自主導航技術相關情況。

劉付成說，行星際探測飛行對應更大的時間和空間跨度，以木星系及更遠的太陽系邊際探測任務為例，飛行時間達到1030年，飛行距離達到100倍日地距離，通信延時以小時計，在如此大的時間和空間跨度下，探測器應減少對地面的依賴，具備全自主生存能力，而自主導航是保持正確飛行路線和飛行姿態控制的前提。因為，在行星際空間中，必須準確知道探測器自身的位置和目標的位置，才能為探測器規劃出正確路線飛行，并計算姿態指向，實現巡航飛行的同時，完成對行星科學探測和對地球通信等任務。

此外，現階段以地面站無線測量為主的導航方式，難以實現小行星、行星衛星等天體軌道的高精度測量，因此無法提供天體接近和環繞階段的相對導航信息，這類行星際探測任務場景中，也必須采用探測器自主導航技術。

飛向宇宙更遠空間的過程中，可采用的自主導航包括X射線脈沖星測距導航、恒星光譜測速導航和光學自主導航等方式。其中，光學自主導航可以通過圖像目標識別和特征提取，完成位置、速度等導航信息的提取，是支撐我國未來進一步行星際探測的重要技術之一。

行星際光學自主導航面臨太陽光照條件變化、行星大氣模型不夠準確，以及測量時間基準和空間運動的對準等難題。在我國首次自主火星探測任務中，中國航天科技集團有限公司上海航天技術研究院采用“可見光+紅外雙波段光學導航敏感器”，提出了動態邊緣圖像自適應識別、橢球邊緣擬合和自主時空基準對準等方法，成功驗證了火星接近段和環繞段自主導航技術，證明了光學自主導航在行星際探測任務中的有效性。

后續的行星際探測任務中，一次任務的飛行距離將更遠、探測目標更多，飛行路線更加復雜，對導航路標天體的自主規劃提出了更高要求。中國航天科技集團有限公司上海航天技術研究院研制團隊將密切跟蹤我國行星際探測計劃，擴展光學自主導航技術應用場景，為我國木星系及更遠的太陽系邊際探測任務貢獻智慧。