太空實驗的“大管家”——解碼天宮二號空間應用系統總體部

 時間:2016-09-16 22:51:57來源:中國公益新聞網

  新華社北京9月15日電 題:太空實驗的“大管家”——解碼天宮二號空間應用系統總體部

  新華社記者吳晶晶 白國龍 李國利

  天宮二號空間實驗室將開展十余項空間科學與應用實(試)驗,共有51件應用載荷。這些實驗是如何遴選出來的?每一個科學思想如何通過工程來實現?這么多載荷由誰來統籌管理?這就不能不提到所有空間科學實驗的“大管家”——天宮二號空間應用系統總體部。

  建立從科學火花到工程實現的橋梁

  作為載人航天工程八大系統之一,空間應用系統主要負責空間科學與應用任務的組織管理、工程實施、系統設計集成測試、有效載荷在軌運行管理等,由中國科學院牽頭,中科院空間應用工程與技術中心作為總體單位。

  當前,我國載人航天工程進入應用發展新階段,主要任務從探索、突破、掌握載人航天技術向空間科學實驗和應用試驗轉變。天宮二號是目前載人航天歷次任務中開展應用項目最多的一次,空間應用系統也承擔著更加重要的責任。

  “作為總體部,我們要把科學家的科學思想、需求,通過分析,轉化為對載荷設備的技術要求,變成工程可實現的語言,可以說建立了從科學思想到工程實現的橋梁。”天宮二號空間應用系統總設計師趙光恒說。

  由于空間實驗室資源有限,不可能同時開展所有項目,應用系統就需要組織各領域專家對這些項目進行甄選。“為了確保天宮二號上的項目是先進的,我們進行了大量遴選,所選項目要么在科學領域有突破,要么在應用領域有效益。”天宮二號空間應用系統副總設計師呂從民說。

  之后,總體部要對立項通過的科學實驗進行整體規劃,對機、熱、電、信息、氣、液等多方面的平臺資源進行管理分配,再由分系統和承研單位對載荷進行研制。

  為此,總體部建設了空間應用系統并行設計與仿真驗證系統,結合最新的虛擬現實技術,可以虛擬展現在軌環境狀況和載荷工作場景,以實現應用系統的整體任務效能最優。天宮二號在軌運行階段,科學家還可以通過虛擬驗證系統沉浸在虛擬的載荷系統環境中,以提高任務效率和可靠性。

  太空實驗的“大腦中樞”

  天宮二號應用載荷的研制工作由數十家單位承擔,總體部將應用系統任務進行了科學合理的分解,設置了17個分系統,分系統下又設子系統,并建立了系統性的管理和技術文件規范體系,從元器件的選用到研制的流程,確保所有過程都受控。

  為了確保送入太空的實驗設備都能良好運轉,按照科學家的設想取得豐富成果,所有載荷還要通過層層測試和試驗,來驗證工程師們研制出來的是不是科學家們想要的。

  “我們采用柔性測試的方法,使系統測試和軟件第三方測評具備強大的測試驗證能力,無論是諸如天地量子通信控制軟件這樣實現復雜控制算法的軟件,還是幾十臺高精尖實驗設備的復雜系統,都可以對它們進行充分測試。”系統測試室副主任王金波說。

  在天宮二號在軌運行階段,空間應用系統有效載荷運控中心是整個空間應用實(試)驗的“大腦中樞”,負責統一指揮與調度所有有效載荷。

  “從地到天的指令發送和從天到地的應用數據傳輸都將在這里實現。”運控中心主任郭麗麗說,“不管太空實驗多么復雜,運控中心就像在太空運營一盤巨大的電子游戲,通過應用需求分析、時間窗口計算、資源調配等,確保各種不同類型的有效載荷有序、高效在軌開展工作。

  引領中國空間科學與應用發展

  我國載人航天工程實施以來,空間應用系統已組織研制了500多臺套有效載荷,在神舟系列飛船以及天宮一號上成功開展了50余項空間科學與應用研究實(試)驗,取得了一批具有重要價值的科學與應用成果,推動我國空間科學與應用發展從跟蹤積累到醞釀突破,水平顯著提升,一些領域加快走向世界前列。

  ——對地觀測及地球環境監測方面,神舟三號中分辨率成像光譜儀、神舟四號多模態微波遙感器、天宮一號高光譜成像儀等推動了我國相關應用技術的跨越發展。

  ——空間科學研究及空間探測方面,開展了空間細胞培養、蛋白質結晶、半導體光電子、復合膠體晶體生長等實驗,以及宇宙伽瑪射線暴和太陽高能輻射空間天文探測試驗等,取得一批重要研究成果。

  ——空間應用新技術方面,國內首次實現從空間飛行器上在軌釋放微小衛星,成功開展了對無源非合作目標的伴隨飛行技術試驗。

  ——空間環境預報方面,發布太陽活動、空間輻射、地磁指數、大氣參數等預報和空間環境效應預報,為載人航天器提供了空間環境安全保障。

  此刻,天宮二號空間實驗室已經遨游太空,它將為我國空間科學與應用發展帶來哪些新的驚喜,讓我們拭目以待!

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