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嫦娥三号任务可视化


“嫦娥三号”是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器,由着陆器和巡视探测器(即“玉兔号”月球车)组成,进行首次月球软着陆和自动巡视勘察,获取月球内部的物质成分并进行分析,将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。2013年12月2日1时30分00.344秒,“嫦娥三号”从西昌卫星发射中心成功发射。2013年12月14日21时11分18.695秒,“嫦娥三号”成功实施软着陆,降落相机传回图像。

本次航天测控可视化任务的工作主要由航天测控可视化和遥操作操控两部分组成。团队研发的“航天测控可视化系统”为满足“嫦娥三号”任务要求,在丰富遥感数据处理、信息可视化、实时仿真和实时监控的功能之外,重点开发了遥操作操控系统。本系统实现了实时显示月球地形、模拟巡视器行走过程的功能,增加了对月球表面探测所需要的一些功能,还特别增设了服务于“着陆器”和“月球车”工作的控制和指挥功能,配合“嫦娥三号”着陆器和“月球车”工作,这也是区别于以往的最大不同。

航天测控可视化系统进行了大规模升级完善,模拟了几百种突发条件并进行系统测试,确保系统平台的健壮性,系统容错能力和恢复能力进一步增强。经升级完善,系统平台支持随意改变星球、月球、陨石等天体物的表面特征,随时检索和显示地球、月球和其它星球上的任何山脉、河川、陆洲、海洋、城市、村庄、观测站、测控站、建筑物和其它标记。这些功能使“嫦娥登月”锦上添花,变得更直观、更清晰、更形象。不仅如此,本系统平台还能实时跟踪、测控、可视化任何卫星、飞行器、陨石等天体的位置、轨道、对地轨迹、对地覆盖区域、姿态和其它控制参量,同时可以实时模拟和可视化地面测控站和测控装置。

自2009年以来,赵正旭教授带领科研团队成功研发了我国首个火星探测三维可视化系统平台,该可视化系统平台出色完成了“嫦娥二号”探月任务、飞越L2点任务、飞越“图塔迪斯”小行星任务、“神舟八号”与“天宫一号”交会对接任务、“萤火一号”任务、“神舟九号”与“天宫一号”载人交会对接任务、“神舟十号”与“天宫一号”载人交会对接任务以及“嫦娥三号”登月任务,共计8次我国重大航天工程。

三维测控可视化系统应用与我国探月二期“嫦娥三号”任务
可视化操控系统为“嫦娥三号”玉兔车安全行走导航
我国首套探月遥操作操控系统,指挥玉兔月球车行走于月球表面并传回月球画面
北京航天飞行控制中心大屏幕显示“嫦娥三号”探测器落月瞬间
“嫦娥三号”巡视器行驶路线图

2013年12月15日,习近平来到北京航天飞行控制中心飞控大厅,通过巨型电子显示屏观看两器拍摄成像情况,刚刚通过巡视器全景相机拍摄的着陆器图像显示在大屏幕上。习近平聚精会神地观看显示屏上的三维演示和各项参数,聆听着扩音器里传出的各项口令。

习近平在北京飞控中心观看两器互拍

2013年12月15日深夜,中国探月工程嫦娥三号任务传来捷报,嫦娥三号着陆器、巡视器顺利完成互拍成像,标志我国探月工程二期取得圆满成功。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平专程前往北京航天飞行控制中心观看实况,代表党中央、国务院、中央军委,代表全国各族人民,向全体参研参试人员表示热烈祝贺和诚挚慰问。

着陆器和巡视器成功互拍,习近平深夜慰问参试人员

“嫦娥三号”成功拍摄月表图像,标志着探月工程二期中最为重要的“嫦娥三号”任务取得圆满成功,中国从此成为世界上第三个掌握月球软着陆和月面巡视探测技术的国家。相比以往航天任务,“嫦娥三号”任务过程更多地依赖可视化测控系统。在半个月的时间里,赵正旭教授团队在北京航天飞行控制中心24小时不间断地为“嫦娥三号”保驾护航.本次任务中除了负责可视化测控系统的开发维护外,团队还开发了遥操作操控系统,该系统是为“玉兔号”月球车在月面工作而设计的操控系统,是目前我国唯一经过工程实践检验的遥操作操控系统。“嫦娥三号”发射任务中,以赵正旭教授为负责人的航天可视化团队贡献突出。为此,北京航天飞行控制中心致函石家庄铁道大学,特向我校表示热烈的祝贺和诚挚的感谢。感谢函指出,在“嫦娥三号”任务准备和执行过程中,航天可视化团队,发扬科学求实精神,严谨细致,攻坚克难,为任务的圆满成功做出了卓越贡献。

北京航天飞行控制中心致函石家庄铁道大学表示衷心感谢

 

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