龙嘉腾 葛丹桐 崔平远

火星精确着陆轨迹优化与制导技术研究进展

龙嘉腾1,2,3葛丹桐1,2,3崔平远1,2,3

（1 北京理工大学宇航学院，北京 100081）（2 深空自主导航与控制工信部重点实验室，北京 100081）（3 飞行器动力学与控制教育部重点实验室，北京 100081）

轨迹优化与制导技术是实现火星表面精确着陆的核心技术之一。文章对典型的火星着陆探测任务进行了分析，阐明了火星着陆轨迹优化与制导技术所面临的挑战。在此基础上，回顾了近年来火星着陆轨迹优化与制导技术的研究现状。最后，对未来火星着陆探测轨迹优化与制导技术的发展方向进行了展望。

火星精确着陆 轨迹优化 着陆制导 大气进入 动力下降 深空探测

0 引言

2020年7月23日，中国首个火星着陆探测器“天问一号”在海南文昌发射场成功发射，开启了为期10个月的火星之旅。“天问一号”于2021年2月10日成功进入火星环绕轨道，并于2021年5月15日成功实现火星着陆。与已有火星着陆探测任务相比，“天问一号”火星着陆探测任务的最大亮点是在首次探测任务中一次性完成“绕、落、巡”三项任务。这展现了中国深空探测任务的高目标和高起点。

从20世纪60年代开始，人类便开始了针对火星的探测活动。随着探测活动的深入和探测技术的发展，火星探测方式逐渐从飞越、环绕向着陆和采样返回发展。火星着陆和采样返回代表着当前探测的最高技术水平，具有技术风险高、资金投入高、科学回报高的特点。为此，实现火星表面精确着陆是对火星表面高科学价值区域开展探测活动的必要前提，而高精度自主导航与制导技术是实现火星表面精确着陆的重要技术基础。……