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[提要]
復雜網(wǎng)絡與可視化實驗室學子觀看、歡慶“神十”發(fā)射成功。”神十發(fā)射成功的6月11日當晚，可視化航天系統(tǒng)平臺研發(fā)團隊負責人趙正旭教授掩飾不住內(nèi)心的激動。參與三維可視化航天系統(tǒng)平臺研發(fā)的徐賽博士說：“大家在電視上看到的神十飛天，只是三維可視化系統(tǒng)平臺的仿真功能，其實它最重要的功能是實時監(jiān)控。
長城網(wǎng)6月12日訊(陳家玉
趙艷斌)從嫦娥二號成功“奔月”、“逐日”到“天宮一號”對接“神八”、“神九”，再到此次“神十”與“天宮一號”即將進行的兩次“會面”，先后七次參與我國重大航天任務的石家莊鐵道大學趙正旭科研團隊，用他們愈發(fā)完美的三維可視化航天系統(tǒng)平臺精彩演繹“神十”的尋夢之旅，直觀、實時地向全國觀眾展示航天器在太空中的運行狀態(tài)和交匯情景，為中國“航天夢”助力。
實時呈現(xiàn)“神十”尋夢之旅
神舟十號飛船成功發(fā)射的過程中，通過三維可視化系統(tǒng)平臺，精彩的飛天之旅栩栩如生地展示在全國和世界觀眾面前。“發(fā)射非常成功，我們的三維可視化系統(tǒng)平臺目前也運行良好，將一直展現(xiàn)‘神十’的整個太空尋夢之旅，包括與‘天宮一號’的自動和手動兩次對接。”神十發(fā)射成功的6月11日當晚，可視化航天系統(tǒng)平臺研發(fā)團隊負責人趙正旭教授掩飾不住內(nèi)心的激動。
據(jù)了解，趙正旭科研團隊先后七次參與我國航天工程任務，研發(fā)的可視化航天系統(tǒng)平臺具有高精確度、高逼真度和高通用性等特點，擺脫了長久以來對國外航天可視化開發(fā)平臺的依賴，是目前國內(nèi)首個具有完整自主知識產(chǎn)權且多次通過任務檢驗的航天測控可視化系統(tǒng)。其核心技術已經(jīng)達到國際領先水平。
趙正旭表示，他們的三維航天可視化系統(tǒng)平臺針對“神十”目標任務不斷完善升級，經(jīng)過海量的數(shù)據(jù)測試和顯示模塊的系統(tǒng)更新，收發(fā)數(shù)據(jù)的可靠性和處理速度進一步提升。該系統(tǒng)現(xiàn)已成為集實時仿真控制、數(shù)據(jù)處理和信息可視化功能于一體的系統(tǒng)平臺，今后還將服務于我國的深層空間探測工程。
參與三維可視化航天系統(tǒng)平臺研發(fā)的復雜網(wǎng)絡與可視化實驗室的徐賽博士說：“大家在電視上看到的神十飛天，只是三維可視化系統(tǒng)平臺的仿真功能，其實它最重要的功能是實時監(jiān)控。”徐賽介紹，在航天任務中，通過三維可視化平臺，監(jiān)測人員可以直觀、快捷地了解飛船運行狀況，并通過這一平臺及時調(diào)整它的運行軌道。
真實投射神秘的“浩瀚太空”
在普通人的腦海中，浩瀚太空異常神秘。而航天可視化研究室里，帶上一種特制的眼鏡，一個被稱作“天宮沙盤”的巨大電子屏幕里就會“飄”出無數(shù)的星球，宛如浩瀚宇宙中一個“神秘魔方”，把我們已知太空的天體，包括太空垃圾、黑洞都一一模擬出來。
“‘天宮沙盤’就是我們基于三維航天可視化系統(tǒng)研發(fā)的一個仿真展示平臺”，據(jù)參與該系統(tǒng)研發(fā)的王威老師介紹，平臺提供給了一個真實的宇宙空間場景，包括時間、位置、形狀等各種參量和數(shù)值與實際的宇宙環(huán)境完全一樣。同時系統(tǒng)平臺并沒有把大家的視覺僅僅限制在地球表面，它可讓人以不同的方式、在不同的時間、以不同的速度和方向，“沉浸式”地監(jiān)測、觀察、控制飛行器，或漫游和訪問已知太空的任何角落。例如飛出太陽系，跨越銀河系，奔向遙遠的星系或天體，從而進入毫無邊際的宇宙深處。
在“天宮沙盤”上，“神十”和“天宮一號”的運行軌跡一目了然。推進和調(diào)整控制器，還能清晰地看到飛行器各種零部件的細節(jié)。王威說，
“神十”增加的繞飛實驗對建造空間站非常重要，因為在空間站上有多個對接口，飛行器要從多個方向與它對接，這就需要對飛行器繞飛進行進一步考核。我們的系統(tǒng)是一個大型復雜的實時太空三維模擬系統(tǒng)平臺，具有強大的實時三維計算功能，提供各種不同的空間科學和航天技術數(shù)據(jù)，其主要設計意圖是脫離傳統(tǒng)的航天可視化技術，真正實現(xiàn)可視化航天。
直觀演示“太空授課”的PPT
即將開展的“太空授課”是此次航天任務的一大亮點，是我國利用載人航天飛行普及航天知識的一次嘗試。目的是在太空向中小學生傳遞航天科學知識，進一步激發(fā)廣大青少年對宇宙空間的向往、對學習科技知識的熱情，使青少年走近航天、了解航天、熱愛航天。復雜網(wǎng)絡與可視化實驗室研發(fā)的“航天可視化系統(tǒng)平臺”就成了此次“太空授課”的PPT。
“太空授課”的內(nèi)容主要是使中小學生了解失重條件下物體運動的特點，了解液體表面張力的作用，加深對質(zhì)量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解，也可以為未來充分利用空間站資源進行科普活動積累經(jīng)驗。屆時航天員將通過航天可視化系統(tǒng)的平臺進行在軌講解和試驗演示，并與地面師生進行雙向互動交流。
據(jù)研發(fā)團隊的博士研究生趙文斌介紹，“航天可視化系統(tǒng)平臺”具有超強的三維繪圖功能，并能實現(xiàn)全幾何體及局部的實時渲染與表現(xiàn)，實時生成逼真的太空畫面，精確的天體運動，甚至“表盤級”的細節(jié)。比如從緩緩自轉(zhuǎn)的巨大行星、環(huán)視悠然飄過的大氣層或云層、行星表面上的高山、峽谷、隕石坑等地貌特征到地貌所投注在表面上的長長影子等等。系統(tǒng)平臺還可以隨時檢索和顯示地球、月球和其它星球上的任何山脈、河川、陸洲、海洋、城市、村莊、觀測站、測控站，建筑物和其它標記。這些均能為“太空授課”增加直觀的教學效果。