香港科大木星探测轨道设计扬威海外
香港科技大学(科大)理学院教授及学生团队首次参加国际太空轨道设计比赛(GTOC),凭着出色的程式设计、运算技巧,侦测木星伽利略卫星大部分地区;击败32支来自美国、德国、俄罗斯及中国内地等团队,勇夺亚军。上述方案有助美国太空总署(NASA)及欧洲太空总署(ESA)等设计2020年木星探测的计划。
今年比赛主题要求参赛团队为围绕木星的伽利略卫星,包括艾奥(Io)、欧罗巴(Europa)、盖尼米德(Ganymede)和卡利斯托(Callisto),设计探测飞航轨道;因为专家猜测欧罗巴的表面冰层下为液态的海洋,其环境适合生命存在,所以伽利略卫星一直是科学家积极探索的目标。团队须要以一个月内,模拟以小推力的太空船在指定的时间范圉、燃料量及重量等限制下,利用最高效的选择、近距离探测各卫星表面32个不同的地区,侦测越多地区,所得分数越高。
科大团队成员包括太空科学研究中心主任、数学系陈烱林教授,物理学系王国彝教授,太空科学研究中心顾问任哲航博士,包括四名二年级学生,数学系的苏芷茵、物理学系的梁启彦、朱建钊及Heimonen, Hermanni Juuso Elias,与欧洲太空总署代表合作,根据卫星运行位置的数据,应用快速全面的计算轨道方法,并自行编写程式,以确保太空船的飞航轨迹准确地符合比赛要求。团队最后以近距离飞越伽利略卫星141次,成功侦测木星大部分地区,取得308分,击败不少国际级的航天轨道专家而跻身亚军,与冠军的意大利队伍只有三分之差。
详细成绩可浏览:http://sophia.estec.esa.int/gtoc_portal/?page_id=26
理学院院长叶玉如讲座教授表示:「参与比赛的学生当时都只是刚刚进入大学。他们面对从未接触的课题,以及实力强劲的对手,最终成功凭着数学及物理的专业知识、毅力和团队精神,克服重重困难而取得优秀的成绩。这些都是从事科研工作所必须的质素。我们理学院的目标正是通过这些活动,促进学生多方面发展,充分发挥他们的潜能。」科大团队首次参赛,面对世界各地极具科研实力的对手,参赛同学一年级时参加本科生研究计划(UROP),在教授及顾问的指导下,仅以一个暑假的时间,迅速掌握设计航天轨道的准则及技巧,并结合跨学科的优势,利用卓越的分析问题及解难能力、团队合作,取得令人鼓舞的成绩。
团队获大会安排远赴美国向各参赛队伍报告轨道设计的过程及经验,交流心得;又实地参观美国太总署位于加洲理工大学的一流研究设施,亲身及更全面地了解国际顶级的航天科研基地。
国际太空轨道设计比赛每一至两年举行一次,今年为第六届;目的是提升太空船轨迹设计水平、建立平台让研究人员及工程学专家交流最新技术及意念,每一届都吸引来自世界各地的团队参加。今届比赛由美国太空总署喷射推进实验室主办,集合全球顶尖航天科学专家,以一个月的时间解决难度及复杂性甚高的深空轨道设计课题。
参考资料
记者会简报:
- /press_release_archive/eng/news/photos/20121210-1004-GTOC_Poster-1.pdf
- /press_release_archive/eng/news/photos/20121210-1004-gtoc6_act_hkust_hippo_v3.pdf
- /press_release_archive/eng/news/photos/20121210-1004-gtoc6_act_hkust_MichaelWong_v2.pdf
比赛短片: