【问题】 国际空间探测轨迹优化大赛（GTOC）自2005年由欧洲航天局发起以来，一直聚焦深空任务中的“极限优化”难题，被业内视为检验航天任务设计能力的重要平台。本届GTOC13由美国国家航空航天局喷气推进实验室主办，吸引了101支来自航天机构与高校的队伍参赛。赛题设定为“人类首次无人飞船探测系外行星系统”，要求参赛者严格约束下，为飞船规划跨越长时间尺度的飞行轨迹，尽可能多且分散地飞越恒星Altaira系统内310个天体（行星、矮行星、小行星与彗星等），并最大化科学回报。该赛题兼顾前沿探索与工程可行性，对系外天体探测与资源评估等研究方向具有一定参考价值。 【原因】 难点主要集中在三上：其一，轨迹设计属于超大规模组合优化问题。即便按“飞越200个小天体”进行粗略估算，潜路径组合也会呈指数级增长，传统枚举和常规优化方法难以有效覆盖解空间。其二，飞船变轨手段受限，主要依赖行星引力辅助与太阳帆光压等方式；其中太阳帆涉及连续推力的建模与求解，对算法框架、数值稳定性和计算效率要求更高。其三，比赛允许各队在28天内随时提交方案并刷新实时榜单，强队频繁更新带来持续压力，更考验团队的工程组织与快速迭代能力。 【影响】 据介绍，清华大学航天动力学与控制实验室（LAD）团队在2025年11月18日比赛结束时以最高分夺冠，实现该实验室第二次在GTOC赛事登顶。团队成员平均年龄约23岁，多数为首次参赛者，在不占先的情况下通过高强度迭代实现“最后两小时反超”。成绩上，团队飞越目标数量与科学回报得分两项指标上均领先；技术上，团队构建了千万量级数据库，形成自主的轨迹规划与高效优化方法，单次优化平均耗时约0.1秒，体现出面向大规模复杂任务的工程化计算能力。业内人士认为，这类算法与数据体系的积累不仅适用于竞赛，也可为深空任务方案设计、任务窗口快速评估和多目标权衡提供可迁移的工具支持。 【对策】 竞赛成绩背后，体现的是以基础能力为底座、以任务牵引为导向的科研训练路径。团队领队、清华大学航天航空学院教授蒋方华表示，高水平竞赛不能替代基础训练，必须动力学建模、最优化方法、数值计算与工程实现等打牢基础，再在真实任务约束下提升体系化能力。参赛过程中，团队采取“边学边赛”的策略：一上快速补齐太阳帆等连续推力问题的关键方法，另一方面通过分工协作搭建数据与算法流水线，持续开展局部优化、问题排查与结果验证。团队中一名本科生成员先承担会议纪要与方案梳理工作，随后参与局部优化与验证，也反映出科研训练中“系统理解”和“工程执行”同样关键。 【前景】 当前，深空探测任务正从单一目标走向多目标、长航程与高自主，轨迹设计也从“算得出”转向“算得快、算得稳、算得优”。GTOC这类开放式竞赛以极端约束问题为题，客观上为高校与科研机构提供了面向未来任务的预演环境。随着我国深空探测持续推进，对高效优化算法、复杂系统协同设计和跨学科工程能力的需求将进一步增加。以本次夺冠为契机，涉及的团队在算法工具链、人才梯队培养与任务设计方法上的积累，有望在更广泛的航天任务论证与技术研发中发挥作用，并促进我国在轨迹优化与任务设计领域的国际交流与合作。
浩瀚星空包含着人类对未知世界的向往；这群平均年龄仅23岁的年轻人用28天的努力，展现了新一代航天人的担当与追求。他们在国际顶级赛事中的表现，不仅为国家赢得荣誉，也以自主创新的技术成果为我国深空探测注入新的动能。从仰望星空到逐梦深空，中国航天的未来，正在更多年轻人的接力中不断展开。