太空實驗的“大管家”——解碼天宮二號空間應用系統總體部

　　新華社北京９月１５日電　題：太空實驗的“大管家”——解碼天宮二號空間應用系統總體部

　　新華社記者吳晶晶　白國龍　李國利

　　天宮二號空間實驗室將開展十余項空間科學與應用實（試）驗，共有５１件應用載荷。這些實驗是如何遴選出來的？每一個科學思想如何通過工程來實現？這麼多載荷由誰來統籌管理？這就不能不提到所有空間科學實驗的“大管家”——天宮二號空間應用系統總體部。

　　建立從科學火花到工程實現的橋梁

　　作為載人航天工程八大系統之一，空間應用系統主要負責空間科學與應用任務的組織管理、工程實施、系統設計集成測試、有效載荷在軌運行管理等，由中國科學院牽頭，中科院空間應用工程與技術中心作為總體單位。

　　當前，我國載人航天工程進入應用發展新階段，主要任務從探索、突破、掌握載人航天技術向空間科學實驗和應用試驗轉變。天宮二號是目前載人航天歷次任務中開展應用項目最多的一次，空間應用系統也承擔著更加重要的責任。

　　“作為總體部，我們要把科學家的科學思想、需求，通過分析，轉化為對載荷設備的技術要求，變成工程可實現的語言，可以説建立了從科學思想到工程實現的橋梁。”天宮二號空間應用系統總設計師趙光恒説。

　　由於空間實驗室資源有限，不可能同時開展所有項目，應用系統就需要組織各領域專家對這些項目進行甄選。“為了確保天宮二號上的項目是先進的，我們進行了大量遴選，所選項目要麼在科學領域有突破，要麼在應用領域有效益。”天宮二號空間應用系統副總設計師呂從民説。

　　之後，總體部要對立項通過的科學實驗進行整體規劃，對機、熱、電、信息、氣、液等多方面的平台資源進行管理分配，再由分系統和承研單位對載荷進行研製。

　　為此，總體部建設了空間應用系統並行設計與倣真驗證系統，結合最新的虛擬現實技術，可以虛擬展現在軌環境狀況和載荷工作場景，以實現應用系統的整體任務效能最優。天宮二號在軌運行階段，科學家還可以通過虛擬驗證系統沉浸在虛擬的載荷系統環境中，以提高任務效率和可靠性。

　　太空實驗的“大腦中樞”

　　天宮二號應用載荷的研製工作由數十家單位承擔，總體部將應用系統任務進行了科學合理的分解，設置了１７個分系統，分系統下又設子系統，並建立了系統性的管理和技術文件規範體系，從元器件的選用到研製的流程，確保所有過程都受控。

　　為了確保送入太空的實驗設備都能良好運轉，按照科學家的設想取得豐富成果，所有載荷還要通過層層測試和試驗，來驗證工程師們研製出來的是不是科學家們想要的。

　　“我們採用柔性測試的方法，使系統測試和軟體第三方測評具備強大的測試驗證能力，無論是諸如天地量子通信控制軟體這樣實現複雜控制演算法的軟體，還是幾十台高精尖實驗設備的複雜系統，都可以對它們進行充分測試。”系統測試室副主任王金波説。

　　在天宮二號在軌運行階段，空間應用系統有效載荷運控中心是整個空間應用實（試）驗的“大腦中樞”，負責統一指揮與調度所有有效載荷。

　　“從地到天的指令發送和從天到地的應用數據傳輸都將在這裡實現。”運控中心主任郭麗麗説，“不管太空實驗多麼複雜，運控中心就像在太空運營一盤巨大的電子遊戲，通過應用需求分析、時間窗口計算、資源調配等，確保各種不同類型的有效載荷有序、高效在軌開展工作。

　　引領中國空間科學與應用發展

　　我國載人航天工程實施以來，空間應用系統已組織研製了５００多臺套有效載荷，在神舟系列飛船以及天宮一號上成功開展了５０余項空間科學與應用研究實（試）驗，取得了一批具有重要價值的科學與應用成果，推動我國空間科學與應用發展從跟蹤積累到醞釀突破，水準顯著提升，一些領域加快走向世界前列。

　　——對地觀測及地球環境監測方面，神舟三號中解析度成像光譜儀、神舟四號多模態微波遙感器、天宮一號高光譜成像儀等推動了我國相關應用技術的跨越發展。

　　——空間科學研究及空間探測方面，開展了空間細胞培養、蛋白質結晶、半導體光電子、複合膠體晶體生長等實驗，以及宇宙伽瑪射線暴和太陽高能輻射空間天文探測試驗等，取得一批重要研究成果。

　　——空間應用新技術方面，國內首次實現從空間飛行器上在軌釋放微小衛星，成功開展了對無源非合作目標的伴隨飛行技術試驗。

　　——空間環境預報方面，發佈太陽活動、空間輻射、地磁指數、大氣參數等預報和空間環境效應預報，為載人航天器提供了空間環境安全保障。

　　此刻，天宮二號空間實驗室已經遨遊太空，它將為我國空間科學與應用發展帶來哪些新的驚喜，讓我們拭目以待！