Page 49 - 优秀学员达人录

上海市青少年科学创新实践工作站

达人 杨志文
上海大学数学实践工作站
上海市宝山区海滨中学
科创格言：希望有朝一日可成为时代中的一
朵浪花，为人类智慧添砖加瓦

我会一直保存着对科研的初心
探究火星探测器的轨道与窗口期 我会一直保存着对科研的初心
探究火星探测器的轨道与窗口期
在这次实践站的活动的课题研究性活动中，在老师们的启迪下， 在这次实践站的活动的课题研究性活动中，我自以为早已预料到
我找到了自己要研究目标：火星探测。在研究时期，正值中国天问 可能遇到的问题，并想好了解决措施。然而真正进行研究后，我才
一号发射时期，当时还有很多国家的探测器也接连发射，因此我对 发现问题并非自己想得那么简单，自己所想要解决的课题缺乏实际
火星轨道与它的发射时期十分感兴趣，就这样进一步确立了自己的 意义，在指导老师的不断指导下，慢慢的我的论文不断地更加严谨，
课题：火星探测器的轨道与窗口期。 充实了起来。
在探索的路上，实践站帮我扩大了视野，使我在几何与概率建模、 在这次实践中，我学会了简单的运用 matlab 进行解决数学模型，
流体运动、数据分析、图像插值算法等等数学建模领域中不断深挖， 以学术的态度对待数学问题，自己独立思考分析。同时，我对数学
不断的提升自我，虽然学习数学建模对于我们来说有些难度，但从 以及火星探测有更加深入的理解，并对其产生了深厚的兴趣。并且
困难中我并没有放弃，反而数学的魅力使我燃起了更加浓厚的兴趣 我将会在大学期间会对数学和火星探测这两个方面进行更加深入的
并且给我在撰写课题论文时提供了很好的思路和方法论，我的论文 研究，并希望本科能进入数学系进行学习。
不仅达到了标准，并且超出了我原有的预期。在数学论文中，我了 最后，我要感谢我的论文指导老师王教授、导师庄老师以及所有
解了中国航天工程和火星探测轨道，并自行学习了层次分析法、圆 授课老师，为我们提供如此珍贵的学习机会。感谢我的好朋友们，
锥曲线与航天模型的制作对已有轨道进行研究和分析。 时常让我感觉和一群兴趣相投的人做的每一件事都值得纪念一生。
同时，这也离不开实践站所有老师的辛勤付出与指导，为我们在 以梦为马、不负韶华，感谢一直不曾放弃的自己，纵然现在还没有
严峻的疫情中在互联网授课并且给我们详细的指导。从中我总结出 看见最后胜利的曙光，但我会一直保存着我对科研态度的初心，不
来了研究部分数学问题的方法：在遇到复杂数学问题时可以利用数 断前行。接下来会有更多的同学们将会投身科研，我想对你们说：
学模型并且使用 matlab 进行分析得出图像或数据 , 在不了解的建 每一次经历都是一次成长，一次次的经历会在不经意间铸就人生生
模算法中可以查阅书籍案例进行学习和研究。 命的宽度。要我说过程重要还是结果重要？我觉得过程比结果更重
首先，选择合适的轨道和发射时机是载人登陆火星任务运行的 要，特别是在科研中，实践站就是最好的例子，给我留下了人生巨
关键。本课题面向我国“十四五”科学规划的天空科技，建立了层 大的财富。
次分析法模型，并结合数学、物理、天文学科解决了“最优火星地 我想要成为一个优秀的科研工作者！希望有朝一日可成为时代
火探测转移轨道”和“火星探测窗口期的研究”这两个问题。针对 中的一朵浪花，为人类智慧添砖加瓦。
问题一，针对霍曼转移轨道和抛物线轨道，在各个指标都差别不大
的情况下，使用层次分析法从而选择最合适的轨道，把各个影响因
素归为 5 个比较系统的评价指标体系中。再利用层次分析法，通
过 matlab 计算准则层的综合权衡利用 matlab 软件对模型进行评
价，从而针对不同类型地火转移轨道合理化建议进行建模得到了结
论——抛物线轨道更为优秀，并且对现实意义进行了讨论。针对问
题二，针对霍曼转移轨道，计算出最佳发射角度，使发射日期在火
星和地球轨道运行过程中的最佳角度发射时机在图中可视化，并且
根据轨道计算出数学轨道方程、离心率等基本量。针对问题二，对
其结果利用专业航天人员使用的 Porkchop 图进行了检验。

坚持兴趣 进行更深入的研究
坚持兴趣 进行更深入的研究
本项目重点关注火星探测工程中的地火转移轨道问题，此类问题在航天工程领域是热门问题，具有很好的研究价值和实际意义。
本文系统地介绍了国内外火星探测的发展历程，并对现有火星探测霍曼转移轨道、双椭圆转移轨道、抛物线转移轨道进行了介绍和分析，
可以看出作者对此类问题具有浓厚的兴趣，并做了详细的前期调研。
本项目的研究还处于起步阶段，模型的建立和分析与实际情况相比还存在很大的误差，但对于中学生来说，这是一项很出色的工作，期
待学生坚持自己的兴趣，以问题为导向，积累更多的相关知识，后续可以进行更进一步的精细分析和研究。
———指导老师：上海大学教师 佟丽宁

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