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[提要] 6月11日17時38分，隨著“神舟十號”發射成功實時模擬畫面的播出，復雜網絡與可視化實驗室研發的“航天測控可視化系統”創下了7次成功助力我國重大航天任務新的驕人紀錄，這令師生們無比自豪。
長城網6月12日訊(馬冬冬
張建新)6月11日17時38分，隨著“神舟十號”發射成功實時模擬畫面的播出，復雜網絡與可視化實驗室研發的“航天測控可視化系統”創下了7次成功助力我國重大航天任務新的驕人紀錄，這令師生們無比自豪。“到目前為止，這次可視化航天保障任務，我們的系統平臺運行良好，發揮的作用令人滿意。”在學校青春苑廣場師生的一片歡騰聲中，我們電話連線了正在北京航天飛行控制中心的掛帥執行任務的趙正旭教授。通話時間很短，但聽得出來，他同樣難抑內心的激動。
第七次助力重大航天任務
“我們研發的這一系統，接下來將參加我國首次落月——嫦娥三號落月任務。”在學校收看直播現場，“系統”研發主力王威老師如數家珍地向大家介紹：從嫦娥二號開始，航天測控可視化系統(Total
Discovery of
Space)已經是第七次參加我國重大航天任務，分別是：嫦娥二號探月任務、飛越L2點任務和飛越“圖塔迪斯”小行星任務、神舟八號與天宮一號交會對接任務，螢火一號任務，神舟九號與天宮一號載人交會對接任務和本次神舟十號與天宮一號載人交會對接任務。
據介紹，團隊研發的“航天測控可視化系統”是國內首個具有完整自主知識產權且多次通過任務檢驗的航天測控可視化系統，該系統的成功應用，使我國航天測控可視化領域擺脫了長久以來對國外開發平臺的依賴。與其它航天可視化和太空模擬軟件系統相比，本可視化航天系統有非常高的精確度、逼真度和通用性。系統提供給用戶的計算結果和繪制的場景畫面和實際的宇宙空間環境、時間、位置、形狀等各種參量和數值有極小的誤差。同時，本可視化航天系統沒有把用戶以及用戶的視覺限制在地球表面，可使用戶以不同的方式、在不同的時間、以不同的速度和方向，沉浸式地監測、觀察、控制飛行器。系統平臺還能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。
本可視化航天系統具有強大的實時三維計算和三維繪圖功能，并能實現全幾何體及局部的實時渲染與表現，實時生成極其逼真的太空畫面，精確的天體運動，甚至表盤級的細節，從而能提供各種不同的空間科學和航天技術數據，并且附加強烈的藝術效果。比如：從“緩緩自轉的巨大行星”到“環視悠然飄過的大氣層或云層”，從行星表面上的高山、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。系統平臺支持隨意改變星球、月球、隕石等天體物的表面特征，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。這些都會讓“太空授課”此次航天飛行任務中的一大亮點“錦上添花”，變得更直觀、更清晰、更形象。
不僅如此，本系統平臺還能實時跟蹤、測控、三維可視化任何衛星、飛行器、隕石等天體的位置，軌道，對地軌跡、對地覆蓋區域，姿態和其它控制參量。同時可以實時模擬和可視化地面測控站和測控裝置。
“總之，可視化航天系統平臺并不是為了模擬和演示具有藝術和幻想效果的空間場景而設計的。它是一個大型復雜的實時太空三維模擬系統，其主要設計意圖是實現可視化航天。”王威老師說。
師生打造“十二人團隊”
團隊能夠出色完成任務，這不是一個人的功勞，是團隊團結凝聚、傳承奮斗的結果。為了圓滿完成這次任務，去年神九天宮對接任務一結束，團隊就馬不停蹄，又投入到緊張有序的各項工作中。據團隊王威老師介紹：“團隊成員已從‘嫦娥二號’時的4人團隊，目前已調整增至12人。”
據介紹，復雜網絡與可視化實驗室此次參與神舟十號與天宮一號載人交會對接任務團隊，學生占有大多數，老師帶領博士生、碩士生及本科共同披掛上陣。
據了解，學校12人團隊中，包括主帥在內，教師只占3人：趙正旭，王威，徐騫，而學生則達到9人：其中既有博士研究生2人：趙文彬、郭陽，又有碩士研究生5人：張登輝、劉甜、孟云秀、韓立龍、白鶴，還有本科生2人：盧石磊、溫晉杰。
而團隊成員中，除趙正旭教授這位主帥外，其余人員都是“80后”：2名本科生均是“90后”，本科生和徐騫老師都是新成員。團隊成員中絕大多數是“80后”和“90后”，全程參與研發保障工作，成為學校執行此次交會對接任務的亮點之一。
早在前幾個月，針對神舟十號與天宮一號載人交會對接任務中提出新要求，團隊成員在趙正旭教授的領導下長期駐守北京，與北京航天飛行控制中心的工程師交流、并開發和測試工作。目前，部分成員還在北京航天飛行控制中心繼續執行后續任務，記者了解到，學校還將很快派出人員，加強系統關鍵點的技術保障工作力量。
系統平臺更趨完美
據了解，神舟十號與天宮一號載人交會對接任務，主要分為如下幾個關鍵階段：發射、入軌、變軌、自動對接、撤離、手動對接、撤離、返回。從發射場升空進入近地軌道，通過變軌和天宮一號完成自動對接，并在自動對接完成后的幾天內，會進行相關科學實驗工作(包括太空授課)，而后進行撤離和手動對接，手動對接后再次進行相關科學實驗，最后神十會脫離天宮一號，返回地面。
早在去年，神舟九號與天宮一號交會對接任務圓滿結束后，針對神舟十號與天宮一號載人交會對接新任務、新要求，復雜網絡與可視化實驗室研發團隊就及早著手準備，進行了近一年的精心細致的升級更新工作：首先針對任務特點要求，用了近一年的時間進行了可靠性測試，同時，更新了系統顯示模塊的功能以及相關模型數據，使得顯示效果更佳逼真，另外更新數據通訊模塊的功能，提高收發數據的可靠性和處理速度。經過更新升級的“航天測控可視化系統”可靠性、顯示效果、數據處理速度更趨完美，在本次任務，發揮作用很出色。
團隊合作“零”磨合
聶海勝、張曉光和女航天員王亞平“神十飛行組”心理相容性比較好。而在“航天測控可視化系統”研發保障任務過程中，學校團隊成員之間、團隊與北京航天飛行控制中心之間，合作的“零”磨合，同樣是大家最深切的體會和感受。
早2009年，趙正旭教授帶領科研團隊成功研發了我國首個火星探測三維可視化系統平臺。2010年，他掛帥出征“嫦娥二號”飛天，團隊經過近五個月的努力，最終研發了嫦娥二號三維可視化平臺，“嫦娥奔月”的完美曲線呈現在了世人面前，出色完成任務。
“系統研發團隊在趙正旭教授的領導下,每個任務都能高效率、高質量的完成。”團隊骨干徐騫老師這樣說：“他經常強調的是團隊的合作精神和成員間的相互溝通。”
“趙教授對每一個團隊成員的工作、學習、生活都十分關心。”而更令團隊的每一名學生頗有感觸的是“在團隊里學到了嚴謹的工作方式和縝密的處事思路的傳承。”
據了解，早在2011年3月，北京航天飛行控制中心授牌石家莊鐵道大學為“最佳合作單位”，不久趙正旭教授擔任該中心特聘專家。北京航天飛行控制中心領導及相關負責人一直保持著與趙正旭教授和團隊成員的密切聯系，使得雙方合作進展順利，任務期間更是給予團隊有力的幫助和支持。“雙方合作無需磨合，保證了人員溝通的高效以及任務進行的順利。”趙正旭教授這樣表示。
“學校適時調整我們的教學和學習任務，為確保執行各項任務期間全身心的投入，為我們提供了有力的幫助和支持。”參與執行任務的師生都這樣感慨：“這使我們分身乏術這一問題得到有效解決。”
“挑戰就是機遇，難點突破了就是發展！戰勝困難，除了科研實力外，更主要的還要靠信心和勇氣。在國家重大任務需要的時候，就應該站在前沿，勇于擔當！”從“嫦娥二號”探月到“神十”與“天宮一號”交會對接，“可視化航天系統平臺”不斷隨著保障任務而變化升級、“拾遺補缺”。“2013年下半年嫦娥三號將完成發射和落月任務。這將是我國第一個能夠在地外天體上軟著陸的飛行器。”團隊負責人趙正旭教授表示：“在可視化航天保障任務中，每次成功絕不意味可以一勞永逸，我們的系統平臺只有在不斷優化、完善和改進提升中，才能在新的任務諸多挑戰中多一份勝算和把握，再立新功。”