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近日，在長沙舉行的“中國力學大會—2025”揭曉了第十五屆全國周培源大學生力學競賽的比賽結果。本屆比賽首次增設“空間軌道設計”團體賽，清華大學團隊摘得桂冠（特等獎），并獲得了下一屆“空間軌道設計”團體賽的承辦權，北京理工大學團隊和南京航空航天大學團隊分別獲得亞軍和季軍（一等獎）。其中，國防科技大學自主研發(fā)的國產航天任務設計工業(yè)軟件ATK，助力眾多非航天專業(yè)參賽者圓滿完成了“遨游九天”的比賽任務。

本屆賽題以太空碎片清除為背景，給定了三個可投送碎片清除裝置的母航天器，要求合理部署母航天器的初始位置，并設計每個母航天器的軌道機動策略，以實現較短時間內清除掉更多碎片的目標，可形象化描述為設計三條“太空七節(jié)鞭”。考慮到大多數參賽者為非航天專業(yè)本科生，本屆競賽參照去年的全國空間軌道設計競賽本科生賽道，采用依托ATK軟件進行解題的模式。在該軟件的助力下，各參賽隊上手極快，開賽不到1小時就有隊伍提交了正確結果，開賽6小時就達到了40支。比賽結束時，共有109支隊伍提交了正確結果，提交率超過85%。

“ATK軟件方便繪圖，可以直觀展示結果，二次開發(fā)功能豐富，接口便捷，可以靈活支撐優(yōu)化框架。”冠軍清華大學團隊隊長吳亦烜介紹，為保證方案的全局性，他們將每個母航天器軌道分解為4段，設計雙脈沖轉移連接相鄰兩段，從而實現高效清理不同相位的碎片。設計方案中，他們將1天分為4個相互重疊的8小時時段，針對不同時間段大規(guī)模搜索清理碎片數量高的軌道。針對碎片源于一個解體航天器的設定，制定了對應的解決方案，并解析估計了母航天器的碎片清除范圍，從而確定了搜索母航天器軌道段的較優(yōu)區(qū)域。

在ATK軟件的助力下，空間軌道設計不再是航天人的專屬，很多非專業(yè)的參賽隊伍也憑借優(yōu)秀方案取得了不錯成績。

南昌大學參賽團隊獲得了二等獎。“賽題最大的挑戰(zhàn)在于南昌大學尚未開設專門的空間軌道設計課程，5名參賽隊員和3名指導老師在該領域知識體系幾乎完全空白，但借助ATK軟件短時間內為我們建立了從‘門外漢’到‘實操者’的橋梁。”指導老師廖寶鵬介紹，比賽過程中，團隊持續(xù)開展優(yōu)化算法與ATK工具包進行結合的二次開發(fā)思路，驅動自動化、智能化的軌道尋優(yōu)過程，繞過復雜的理論與耗時的計算過程，將團隊的優(yōu)化思路落到實處，從浩如煙海的參數空間中高效篩選出最優(yōu)的軌道解決方案，最終以98顆碎片的捕獲數量定格競賽成績。

全國周培源大學生力學競賽是國內力學領域最具影響力的高水平學科競賽之一，自1988年創(chuàng)辦以來，已成功舉辦15屆。