李茂登: “教”會天問一號著陸火星
現為北京控制工程研究所高級工程師的李茂登,曾擔任天問一號進入艙制導、導航與控制分系統的副主任設計師,負責天問一號火星進入、下降和著陸過程的導航方案與算法。簡單來說,他要通過預設好的程序“教”會天問一號計算自己相對火星的位置、速度和姿態,從而實現進入艙的自主控制。
包裹著著陸巡視器的天問一號進入艙在距離火星表面125公里處進入火星大氣,時速約每秒4.8公里。而在大約9分鐘后,天問一號著陸器的速度將降為0,并以預設的姿態平穩著陸于火星表面。但由于地球與火星之間存在單程約17分鐘的通信時延,地面無法對著陸過程進行實時遠程控制,因此這一切只能依靠著陸器自己完成。而這9分鐘,也常被稱為“恐怖9分鐘”。
李茂登最擔心的是傘降環節,降落傘打開后產生的強大阻力會讓進入艙左搖右擺。如果搖擺過于劇烈,可能會“轉暈”著陸器,使其失去方向。這無疑是對進入艙的巨大考驗,也是對李茂登工作成果的實際檢驗。
為了確保成功,李茂登和他的同事們在地球上做了大量準備工作,他們盡可能地建立精確的仿真模型,模擬所有可能出現的情況,進行數百萬次的仿真“打靶”,并開展相應的試驗驗證工作。而為了適應大動態、強不確定性飛行環境帶來的挑戰,李茂登設計了高容錯強自主的多源信息融合自主導航方案和算法,能夠實現關鍵導航狀態的準確估計,進而引導進入艙作出正確決策,自主著陸火星。
但地球上再多次的模擬,也終歸與火星環境不同。當著陸器真正開始著陸火星時,李茂登的心臟仿佛要從胸膛中跳出來,那或許是他經歷過的最漫長的9分鐘。進入火星大氣、傘降控制、動力減速、懸停成像……這些在地球上模擬過無數次的環節,在實際著陸時卻依然讓人緊張萬分。終于,當著陸成功的信號自3億公里外的火星傳回地球時,李茂登的心又回到了原來的位置。而他這7年來的辛酸也都在這一刻煙消云散,故作鎮靜的外表之下,內心已是風起云涌。
李茂登有時也覺得委屈,航天任務如果只看結果,便只有成功與失敗。而一旦失敗,再多的艱辛也將付之東流,無人知曉。但航天同樣也磨煉了他,以前總是患得患失的他,如今已變得豁達坦然。壓力難以排解時,他會彈彈鋼琴、看看書,追尋屬于自己內心的平靜。畢竟與這遼闊無垠的宇宙相比,他的焦慮如滄海一粟般渺小而又微不足道。他熱愛航天這項事業,他相信只要付出100%的努力,不給人生留下遺憾,在某種意義上也是一種成功。◎實習記者 都 芃
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