16年磨一剑，战胜欧美强队！清华夺冠！

“我们终于夺冠了！”

说完这句话，他们沸腾了！

11月7日

有航天界“奥林匹克竞赛”之称的

国际空间探测轨迹优化大赛（第11届）落幕

由清华大学航天航空学院宝音教授

和蒋方华副教授带领的航天动力学实验室

与航院校友、现就职于航天八院509所成员

组成的清华代表队

从全球94支参赛队伍中脱颖而出

以绝对优势摘得桂冠

是清华大学在该项赛事首次夺冠

国际空间探测轨迹优化大赛

是航天任务设计领域

国际最高水平角逐的擂台

旨在邀请全球优秀的航天动力学专家和数学家

挑战“近乎不可能”的

太空探索复杂任务优化设计问题

本届竞赛参赛队伍数量为历届之最

大赛以探索利用太空资源为主题

竞赛第2-6名均为欧美强队

往届夺冠队伍有美国航空航天局（NASA）

欧洲空间局（ESA）等世界知名航天机构

清华团队的夺冠向全球展示了

航天任务优化设计领域的

中国实力！

为国争光，拼了！

“我们卯着一股劲儿，这次一定要拿冠军，为国争光！”宝音坚定地说。

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国际空间探测轨迹优化大赛（Global Trajectory Optimisation Competition，简称GTOC）是由欧空局于2005年发起的高水平、专业性、国际性赛事。本次比赛以探索利用太空资源为主题，要求各参赛队伍设计组合航天器的轨道，尽可能多地探测捕获太阳系内小行星，建造环状分布的太空发电站，即建造著名的“戴森环”，以期提高发电站质量，获得最大的资源利用效率。赛题涉及小行星探测与防御、空间站建造等热门领域和前沿技术，具有广阔的工程应用前景。

2021年大赛题目：建造太空发电站示意图

赛制可谓非常“刺激”，比赛时长近一个月，来自不同国家的团队要在此时间段内提出自己能力范围内最好的建造方案。

然而！并不是最后时刻“一锤定音”，这一个月内，每个团队都可不断更新并提交新方案，“对手”之间可互相看到各自进展，并尝试不断突破自己和对方新的极限和记录，提出更优指标。

清华代表队做好了充分准备，本次共派出了10名队员参赛，包括8位航院硕士博士和2位航院校友，出征！

近一个月的时间里，团队成员们每天废寝忘食，几乎吃住都在实验室里，与日月星辰相伴。

比赛刚开始不久，清华代表队很快就拿出了第一版指标方案，但还没等大家松一口气，另一个团队提交的方案立马刷新了指标。

“这就是轨道竞赛的魅力！保持好咱们自己的节奏，不怕！相信大家！”团队成员李海洋跟大家鼓劲儿。

“万米长跑”，步步扎实！

“这场比赛如同‘万米长跑’，每一步都得很扎实，同时还需要将优势保持到最后，防止‘最后一圈’被赶超。”宝音说。

“一年前是我第一次参加国内轨道竞赛。当年由于自己和队友们经验不足，在最后一天被反超，仅拿到第二名，当时感觉非常遗憾！最近一年自己仍然继续着轨道设计领域中组合优化问题的研究，能力有了很大提升，因此对这次竞赛抱有很大期望。” 团队成员张楠说。

调整思路后，清华代表队的成员们再次出发：

“我们在‘拼’，能看到别人也在同时‘拼’！有时半夜更新进展后，发现并不是只有一个团队在这样做，甚至对方时差的凌晨三四点，依旧在孜孜不倦地钻研。”宝音说。

经过努力，清华代表队对太阳系8万多颗小行星进行了优化筛选，给出了适宜未来太空发电站建设的近千颗备选小行星，实现了到达发电站的小行星质量最优分布。

依靠团队通过长期科研攻关积累的高效率优化算法，对小行星探访顺序进行了优化，给出未来人类太空资源利用的清华方案。

凭借过硬的专业能力和顽强的拼搏精神，在竞赛过程中清华代表队一路领先，并在最后一周提出了更具创意的、更大规模的建造方案，将绝对优势保持到了最后！

清华代表队最终方案

“听到冠军的喜讯后，那种激动的心情简直是无以言表！从2017年第一次接触轨道优化竞赛，我就喜欢上了这项赛事的独特魅力，它是对未知的探索、对美的追求。这次夺得冠军得益于研究团队扎实的基础积累，发挥了我们团结协作的优势，也将是我今后科研工作的重要经验。感谢团队老师们的培养和支持，并衷心祝愿实验室的同学们今后的人生也能取得最优解！”团队成员武迪说。

一把磨了16年的“剑”！

夺冠前，清华这把“剑”，其实已经磨了16年。

早在2005年，宝音率队参加了首届大赛，是当时唯一一支亚洲的队伍。十几年前，国内团队在轨道设计领域根基尚浅，成绩一般。为摆脱中国在该领域的落后局面、提高我国团队的航天任务优化水平，宝音教授于2009年发起了第一届全国空间轨道设计竞赛。

经过十几年的磨练和竞技，中国队伍的整体水平不断提高。当前，国内已有多所高校参与GTOC并连创佳绩。清华团队斩获这一国际轨道设计最高赛事的冠军，是我国科研攻关、人才培养的重大成果，巩固了我国在航天国际赛事中的领先地位，体现了中国航天科技稳步提升的实力。

大赛的历届题目及其解决方案，均成为了航天科技界的宝库，在比赛结束后的多年中仍会作为典型案例被进一步的研究发掘。如2005年首届的主题为“拯救地球（Save the Earth）”，旨在探讨面对小行星撞击地球这一未来危机，人类应如何利用太空力量撞击小行星，使它偏离撞向地球的路线，避免灭绝危机；时至今日，这一问题仍然是人类持续提升航天力量的一个重要目标。2012年第六届的赛题为“木卫的全球探测（Global mapping of Galilean moons）”，美国航空航天局计划于2023年发射的木星系探测计划“快帆”便直接采用了与此次赛题相似的任务目标。

此外，历届的大赛题目还包括太空碎片清理、小行星连续探测及采样返回、天基观测网的搭建等等，可以预见在不久的将来，这些航天设计成果以及相关的实际任务将会在人类航天史上留下浓墨重彩的一笔。

“4周28天的努力、80页的会议记录、数不过来的代码与数据都见证了我们的努力！感谢老师们让我们全力冲刺做想做的事业，感谢所有队员们的辛苦付出，那颗埋藏了16年的种子生了根发了芽，我们终于获得了梦寐以求的冠军！”队长张众激动地说。

“几位主力队员都是从清华本科一路培养起来的，他们基础扎实，具有很强的专业能力，最关键的是有着团结协作的精神和清华人的使命担当，我为大家感到骄傲！”宝音说。“别人可以的，中国人也可以。别人是冠军，我们也能做到！”

星辰大海，未来继续，勇往直前！

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文 | 赵姝婧

素材来源 | 航院

封面图 | 李派

编辑 | 赵姝婧