太空實驗的“大管家”——解碼天宮二號空間應用系統(tǒng)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(tǒng)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？這么多載荷由誰來統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)之一，空間應用系統(tǒng)主要負責空間科學與應用任務的組織管理、工程實施、系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)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，可以說建立了從科學思想到工程實現的橋梁?！碧鞂m二號空間應用系統(tǒng)總設計師趙光恒說。
由于空間實驗室資源有限，不可能同時開展所有項目，應用系統(tǒng)就需要組織各領域專家對這些項目進行甄選?！盀榱舜_保天宮二號上的項目是先進的，我們進行了大量遴選，所選項目要么在科學領域有突破，要么在應用領域有效益。”天宮二號空間應用系統(tǒng)副總設計師呂從民說。
之后，總體部要對立項通過的科學實驗進行整體規(guī)劃，對機、熱、電、信息、氣、液等多方面的平臺資源進行管理分配，再由分系統(tǒng)和承研單位對載荷進行研制。
為此，總體部建設了空間應用系統(tǒng)并行設計與仿真驗證系統(tǒng)，結合最新的虛擬現實技術，可以虛擬展現在軌環(huán)境狀況和載荷工作場景，以實現應用系統(tǒng)的整體任務效能最優(yōu)。天宮二號在軌運行階段，科學家還可以通過虛擬驗證系統(tǒng)沉浸在虛擬的載荷系統(tǒng)環(huán)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制工作由數十家單位承擔，總體部將應用系統(tǒng)任務進行了科學合理的分解，設置了１７個分系統(tǒng)，分系統(tǒng)下又設子系統(tǒng)，并建立了系統(tǒng)性的管理和技術文件規(guī)范體系，從元器件的選用到研制的流程，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，來驗證工程師們研制出來的是不是科學家們想要的。
“我們采用柔性測試的方法，使系統(tǒng)測試和軟件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件這樣實現復雜控制算法的軟件，還是幾十臺高精尖實驗設備的復雜系統(tǒng)，都可以對它們進行充分測試?！毕到y(tǒng)測試室副主任王金波說。
在天宮二號在軌運行階段，空間應用系統(tǒng)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(tǒng)一指揮與調度所有有效載荷。
“從地到天的指令發(fā)送和從天到地的應用數據傳輸都將在這里實現?！边\控中心主任郭麗麗說，“不管太空實驗多么復雜，運控中心就像在太空運營一盤巨大的電子游戲，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(fā)展
我國載人航天工程實施以來，空間應用系統(tǒng)已組織研制了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(fā)展從跟蹤積累到醞釀突破，水平顯著提升，一些領域加快走向世界前列。
——對地觀測及地球環(huán)境監(jiān)測方面，神舟三號中分辨率成像光譜儀、神舟四號多模態(tài)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(fā)展。
——空間科學研究及空間探測方面，開展了空間細胞培養(yǎng)、蛋白質結晶、半導體光電子、復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(wèi)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(huán)境預報方面，發(fā)布太陽活動、空間輻射、地磁指數、大氣參數等預報和空間環(huán)境效應預報，為載人航天器提供了空間環(huán)境安全保障。
此刻，天宮二號空間實驗室已經遨游太空，它將為我國空間科學與應用發(fā)展帶來哪些新的驚喜，讓我們拭目以待！
