空间站,六人行!神十四、神十五飞船最近 “太空会师”,两大航天员乘组舱内合影被国人刷屏。中国载人航天工程空间站系统总设计师、中国工程院院士杨宏,3日告诉“智行中国”系列论坛在线师生观众,原来中国拥有3个空间站:从研制阶段到运行阶段,正样空间站发射成为在轨空间站,初样空间站改造成为地面模拟空间站,而空间站的数字模型,通过“数字孪生”,变为“数字空间站”。
可以说,它们实现了“天—地—数字”三站协同运行,同时也是“三位一体”。当天,中国人工智能学会联合上海人工智能实验室举办“智行中国”系列论坛第二期,其主题正是“大手牵小手:教育、科技、人才三位一体下的智能教育新机遇”。在线上,人工智能领域包括多位院士在内的一流学者,与知名中小学校长等,围绕教育科学、教育手段、人才培养和国际合作等议题展开讨论。
那么,除了6名航天员正同时在轨照料的天上空间站,地上空间站和孪生空间站又在干什么呢?杨宏院士表示,地面模拟空间站可以在地验证飞行任务、软件升级、维修和故障对策、在轨维修和扩展、人机协同等;而数字空间站则可以进行飞行数据实时驱动、在轨状态检测和预测、趋势评估、飞行方案验证等。这样一来,天地协同保障长期在轨稳定运行,全面支持空间站发挥应用效能,“解决了在轨飞行状态动态变化、功能不断提升和扩展以及长寿命、高可靠、高安全运行等关键难题。”
事实上,“天—地—数”3站协同模式,从研制阶段的全模型传递,到运行阶段的完善模型,一直处于同步中。“天和”核心舱成功发射后,数字空间站就全天候24小时支持空间站在轨飞行,并在机械臂转位、出舱活动、机械臂巡检、首长通话、推进剂补加、实验舱转位等关键任务中提供了有力的支撑。
逐梦三十年,圆梦空间站。对于数字化工程发展模式,杨宏认为,空间站系统复杂度高,多学科深度耦合,技术跨度大,传统研制与运行模式不能适应,全面数字化研制是空间站高质量、高效率发展的必由之路。
神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接
据统计,在数字化高效率研制中,全周期“模型传递”无图纸,以仿真指导并部分替代物理试验,结构生产、总装布局、系统集成、大型试验均一次成功,使得研制周期缩减30%、人员缩减40%、试验效率提高30%。“从方案论坛开始,直到目前在轨管理,数据同源的全周期多学科模型支持正向设计。”杨宏表示,采用数字孪生技术建立数字空间站,还可以进行状态预测与趋势评估。
解放日报·上观新闻记者了解到,空间站除了这一与生俱来的先天智能性,从智能太空厨房、手机通信、运动健身实时健康监测到物资信息管理,“后天”也是智能化“精装修”。“航天员既是服务保障的对象,又是长期运行的重要贡献者,”杨宏表示,将5G技术引入空间站,在轨实现Wi-Fi全覆盖,构建空间智能家居,保障了航天员长期在轨健康生活和高效工作。他笑着说,在天地双向视频中,航天员妻子甚至感觉丈夫就在航天城出差。远在天外、近在眼前,智慧空间站为航天员营造了轻松愉悦并有利于身心健康的太空之家。
图片来源:除截屏外,均 新华社 题图说明:神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站两个航天员乘组首次实现“太空会师”
来源:作者:徐瑞哲
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