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天宫一号任务可视化


天宫一号是中国第一个目标飞行器和空间实验室,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射,飞行器全长10.4米,最大直径3.35米,由实验舱和资源舱构成。它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。2011年11月3日凌晨实现与神舟八号飞船的对接任务。2012年6月18日下午(14时14分)与神舟九号对接成功。神舟十号飞船也在2013年6月13日13时18分与天宫一号完成自动交会对接。

天宫一号完成的主要任务有:

第一,天宫一号目标飞行器作为交会对接的目标,与神舟八号配合完成空间交会对接飞行试验。

第二,保障航天员在轨短期驻留期间的生活和工作,保证航天员安全。

第三,开展空间应用(包括空间环境和空间物理探测等)、空间科学实验、航天医学实验和空间战技术实验。

第四,初步建立短期载人、长期无人独立可靠运行的空间实验平台,为建造空间站积累经验。

神舟八号与天宫一号对接
神舟九号与天宫一号对接
神舟十号与天宫一号对接

在天宫一号发射任务中,赵正旭院长带领团队日夜攻关,破解困扰深空探测三维可视化监测系统的难题:三维可视化系统平台最终实现多个任务目标:表现航天器任务飞行情况,并对其进行实时监控,实现多目标多任务下,实时模拟航天器和运载工具的运行状态以及星空和空地运行环境的虚拟现实……2010年9月21日嫦娥二号才成功从172万公里外深空传回第一批科学探测数据,实现了“天外来信”,在嫦娥二号变轨“逐日”的过程中,通过三维可视化平台直观的画面快速显示,监测人员一目了然、非常方便容易地随时了解卫星各种飞行情况,通过这一平台适时快速调整卫星飞行轨道、姿态,从而大大缩短了数据的传输时间,同时,监测人员还通过数据判断卫星的运行情况,优化操作,使卫星运行始终达到和处于最佳状态。

现在我们探测月球也只是到40万公里左右的地方,要到150万公里以远的地方,测控、通信、数据传输、轨道设计都要经过验证,三维可视化系统平台成功实现我国在深空探测领域三维监控,监控能力迈出坚实的一步。赵正旭教授介绍,“三维可视化系统平台实现了我国航天飞行从40万公里到170万公里的三维监测的跨越,目前系统各类飞控监测执行良好。”

有关专家称,三维可视化系统是具有完全自主知识产权的三维可视化系统,其核心技术已达到国际领先水平,实现了我国深层空间探测技术的飞跃式发展。石家庄铁道大学信息科学与技术学院刘展威副教授介绍说,嫦娥二号三维可视化系统平台有它制胜的法宝:除了仿真功能外,一个最重要的功能就是实时监控。

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