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近日，我國(guó)天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站天和核心艙成功實(shí)現(xiàn)自主快速交會(huì)對(duì)接，“萬(wàn)里穿針”技術(shù)再現(xiàn)太空。在這個(gè)過(guò)程中，青島理工大學(xué)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與可視化研究所航天可視化團(tuán)隊(duì)研發(fā)的三維實(shí)時(shí)航天可視化技術(shù)提供了技術(shù)助力。

據(jù)了解，空間交會(huì)對(duì)接是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)空間站和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的裝配、回收、補(bǔ)給、維修、航天員交換及營(yíng)救等在軌服務(wù)的先決條件，復(fù)雜度高、精準(zhǔn)度高，對(duì)自主性和安全性要求都極高。此次天舟二號(hào)與天和核心艙的交會(huì)對(duì)接是我國(guó)在軌進(jìn)行的第2次快速交會(huì)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自主入軌和交會(huì)對(duì)接，全程不需要人工干預(yù)。之所以對(duì)這樣重大工程也有“放手不管”的底氣，是因?yàn)樵诘孛娴目刂浦行模鄭u的三維實(shí)時(shí)航天可視化技術(shù)分秒不停地還原著飛船在太空的實(shí)時(shí)狀態(tài)，確保對(duì)接過(guò)程“盡在掌握”。

據(jù)青島理工大學(xué)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與可視化研究所航天可視化團(tuán)隊(duì)郭陽(yáng)博士介紹，天舟二號(hào)在對(duì)接過(guò)程中會(huì)實(shí)時(shí)向地面回傳大量數(shù)據(jù)，透過(guò)這些數(shù)據(jù)，地面工作人員得以了解飛船的相對(duì)位置、坐標(biāo)、姿態(tài)等信息。但在對(duì)接過(guò)程中，天舟二號(hào)的速度可達(dá)每秒鐘8米，“瞬息萬(wàn)變”的運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)控制中心的數(shù)據(jù)分析和掌握能力提出了極高的要求。地面的工作人員必須第一時(shí)間從數(shù)據(jù)中“讀出”飛船實(shí)況，以確保自主對(duì)接順暢進(jìn)行;但飛船每秒傳回的數(shù)據(jù)足足有8G之多，而且都是相對(duì)原始的數(shù)據(jù)，要靠人工把這些數(shù)據(jù)“吃透”就必然存在時(shí)間差，無(wú)法做到實(shí)時(shí)跟進(jìn)。這時(shí)候，就需要三維實(shí)時(shí)航天可視化技術(shù)發(fā)揮作用。

“我們搭建了實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在收到飛船發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)的0.1毫秒內(nèi)，就可以對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行‘翻譯’，從而驅(qū)動(dòng)控制中心屏幕上的飛船模型調(diào)整姿勢(shì)，與太空中的飛船保持同步。”郭陽(yáng)說(shuō)，“如此一來(lái)，飛船在空中的狀態(tài)幾乎得到了實(shí)時(shí)再現(xiàn)，飛船即使‘相隔萬(wàn)里’也仿佛‘就在眼前’，地面的工作人員可以在第一時(shí)間看到其變動(dòng)，為地面控制中心的下一步?jīng)Q策提供依據(jù)。”

據(jù)悉，青島理工大學(xué)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與可視化研究所航天可視化團(tuán)隊(duì)已經(jīng)參與并圓滿完成了包括“嫦娥工程”系列任務(wù)、“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)任務(wù)、中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”等在內(nèi)的多個(gè)航天工程，為我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)了“青島力量”。(作者：廖洋 曹玉潔)