在航天任務設計優化的國際競技場上,一場持續28天的巔峰對決剛剛落下帷幕。由清華大學航天動力學與控制實驗室(LAD)組建的年輕團隊,以黑馬之姿摘得國際空間探測軌跡優化大賽(GTOC)第13屆桂冠。這支平均年齡23歲的隊伍,不僅在最后兩小時實現驚天逆轉,更以自主創新的算法突破,為人類探索系外行星的軌跡規劃提供了全新思路。
本屆賽事由美國國家航空航天局噴氣推進實驗室主辦,吸引全球101支頂尖團隊參與。比賽核心任務是設計無人飛船的飛行軌跡,要求在飛越恒星Altaira系統310個天體(含行星、矮行星、小行星和彗星)的過程中,最大化科學探測價值。面對僅依靠行星借力和太陽帆光壓力變軌的苛刻條件,LAD團隊需要從約10498種可能的組合中,找到最優解。
"太陽帆的連續推力問題完全超出我們的知識儲備。"團隊隊長、航天航空學院博士生宋家隆回憶道。這支全員首次參賽的隊伍,在賽前連基礎技術都未掌握。面對歐洲航天局團隊長期占據榜首的壓力,他們選擇將實驗室變成"永不停歇的作戰室"——行軍床、咖啡機和滿墻的公式推導,見證著這群年輕人28天的高強度攻堅。
轉折出現在比賽倒計時兩小時。當其他團隊陸續提交最終方案時,LAD團隊仍在緊張調試代碼。"我們發現軌跡優化算法存在0.3秒的延遲漏洞。"宋家隆帶領隊員連夜重構計算模型,將單次優化耗時壓縮至0.1秒。這個看似微小的改進,使飛船飛越天體數量與科學回報得分雙雙登頂,更構建起千萬量級的數據庫,達到國際領先水平。
在這場智慧較量中,行健書院大三學生吳亦烜的成長軌跡尤為特殊。作為團隊唯一的本科生,他主動承擔起會議紀要整理工作。"起初只是想學習經驗,沒想到記錄過程讓我掌握了全局邏輯。"這個意外收獲,使他能夠協助碩士生李錦堂完成結果局部優化,為最終方案貢獻關鍵力量。如今已決定直博航院的他坦言:"比賽讓我看清,科研需要既仰望星空又腳踏實地。"
團隊逆襲的背后,是跨學科培養模式的支撐。隊員們既精通航天動力學,又具備計算機科學背景,這種復合型知識結構使他們能創造性地解決跨語言協作難題。當編程語言差異導致進度停滯時,宋家隆提出的"生成文件互相讀取"方案,讓不同技術路線的成員得以高效配合。"科研沒有標準答案,但團隊協作能創造奇跡。"他說。實驗室墻上那張最終排名表上,LAD團隊的名字醒目地壓在歐洲航天局之上。
這份榮耀延續著清華航天人的傳承。2005年,寶音賀西教授曾帶領亞洲首支隊伍參賽;近十年間,清華團隊已斬獲2次冠軍、2次亞軍,并成功主辦過一屆賽事。"我們站在巨人的肩膀上。"領隊蔣方華教授指著實驗室里泛黃的首屆參賽照片說。如今,隊員們正在整理比賽代碼中的"避坑指南",希望將技術經驗轉化為可傳承的知識體系。
當被問及奪冠感受時,隊員們更愿意談論那些未被計分的突破:在太陽帆與行星借力耦合問題上堅持原創方案,在通宵驗證中修正經典文獻的偏差,在行軍床旁討論出的創新算法……這些細節,或許比獎杯更能詮釋科研的真諦。正如吳亦烜在實驗記錄本上寫的:"深空探測的每一步,都是人類向宇宙遞交的明信片。"









