国家空间科学中心再次获得全国空间轨道设计竞赛冠军

　　2017年10月16日，持续一个半月时间的第九届全国空间轨道设计竞赛落下帷幕，中国科学院国家空间科学中心系统仿真与论证技术研究室Σ团队以优势指标获得了乙组冠军。这是继2015年获得第七届全国空间轨道设计竞赛甲组、乙组双冠军、承办2016年第八届全国空间轨道设计竞赛之后，国家空间科学中心在轨道设计领域取得的又一项荣誉。

　　图1 第九届全国空间轨道设计竞赛乙组英雄榜

　　乙组题目是区域导航增强星座设计与部署。低轨卫星导航增强可以缩短定位时间、提高定位精度和抗干扰能力。随着原子钟等导航授时器件向轻量化、低成本方向不断发展，低轨卫星导航增强正在成为一种趋势。任务目标是设计一个能够为中国重点城市提供导航增强服务的星座，星座采用发射新火箭和搭载两种方式建设，期望设计合理的星座构型并尽可能利用搭载机会，在满足重点城市导航性能的前提下，优化星座的建设成本。

　　图2 区域导航增强星座任务

　　轨道设计竞赛是对轨道动力学及建模、优化、编程等知识、智慧、意志、耐力甚至心理素质的综合考验。在中心李明涛研究员、于锡峥副研究员带领下，由博士研究生孙丹、硕士研究生任婧、潘登、王艺睿构成Σ团队骨干。通过分工协作、紧密配合、联合攻关，先后攻克了区域导航增强星座构型优化设计、搭载轨道可达性分析、星座搭载部署多参数联合优化等关键技术，实现了区域导航增强星座的全搭载发射，在竞赛截止日期一周前就获得了第二指标为5.85的最好成绩，也是所有参赛队中仅有的第二指标低于6的成绩。

　　图3 Σ战队的星座构型

　　在竞赛过程中，队员们体现了团结协作、不畏艰难、勇于挑战的团队精神。为了能够提前锁定冠军，90后为主力的队员们日夜奋战，甚至牺牲了号称“史上最长黄金周”的双节长假。正是凭着这种拼搏精神，才能提前锁定冠军。值得一提的是，这次竞赛引入了全新的打榜模式，承办方每天通过公众号推送各战队的最新成绩，过程更加惊心动魄，也更考验各战队的心理素质和推送策略。Σ团队在排行榜前保持了强大的战略定力，制定了“不当头羊，一击制胜”的策略，分阶段提交不同指标的成绩，最终在临近结束前一天提交了制胜成绩。

　　图 4  Σ战队成员

　　国家空间科学中心再次获得全国空间轨道设计竞赛冠军，得益于空间科学卫星战略性先导科技专项对空间科学论证平台建设和运用方面的长期支持，得益于空间科学任务论证团队在空间任务分析与设计领域的多年技术积累。Σ团队名称源于 “Σ-智聚”空间科学任务论证平台（Space science，Idea Guidance，Mission Analysis and Achievement）。在中科院知识创新工程和空间科学卫星战略性先导科技专项的支持下，空间中心建成了国内首个具有自主知识产权的空间科学任务论证平台，并先后完成了多个空间科学预先研究和背景型号任务的论证，其中太阳风-磁层全景成像卫星计划（SMILE）、磁层-电离层-热层耦合小卫星星座计划（MIT）等已经进入工程立项阶段。

　　全国空间轨道设计竞赛是依托中国力学学会的全国性专业竞赛，其主要目标是为不断深入认识与理解太空飞行提供学习与交流平台，为空间任务设计提供理论与概念支持，为未来的工程实践开展前期探索与研究。不同于面向学生群体的数学建模竞赛等活动，全国空间轨道设计竞赛最突出的特点是专业性和前沿性，提出的问题都是轨道动力学领域的挑战性与前沿性难题，参赛对象是面向国内轨道设计领域的专业科研人员和青年学子，是国内空间轨道设计竞赛领域最高水平的竞赛。

　　第九届全国空间轨道设计竞赛由中国力学学会主办，北京理工大学分布式航天器系统研究所、航天科工集团二院二部、清华大学宇航技术研究中心承办。本次比赛共吸引了40余支团队积极参与，参与团队包括中国科学院、西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室、中国空间技术研究院、清华大学等航空航天领域的知名科研院所和高校。

　 （供稿：仿真室）