高雅潔 青島報道
2024年4月24日是第九個“中國航天日”，4月25日，神舟十八號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。回顧近年來我國重大航天任務，青島科技廣泛參與其中。“青科大一號”衛(wèi)星發(fā)射升空、護航“天問一號”探測器順利著陸火星、為飛船提供三維可視化技術服務……青島科技大學、青島理工大學等駐青高校在探索浩瀚宇宙、發(fā)展航天事業(yè)、建設航天強國的征途中發(fā)揮著各自的關鍵力量。
發(fā)射衛(wèi)星，逐夢火星
青科大在浩瀚太空中綻放風采
探索星空奧秘，高校力量與航天事業(yè)發(fā)展同頻共振。
讓一顆凝聚著青島學科力量的衛(wèi)星上天，在500公里高空之上服務于“智慧城市”建設，這個夢想早在2018年便成了現(xiàn)實。
2018年4月26日12時42分，“青科大一號”衛(wèi)星在甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。“青科大一號”衛(wèi)星是山東省首顆以高校命名的衛(wèi)星，是青島科技大學與珠海航宇微公司共建數(shù)據(jù)科學學院、培養(yǎng)大數(shù)據(jù)人才的“見證者”，也是校企合作與產(chǎn)學研融合的“新成果”。這是青島科技大學順應數(shù)字中國大勢搶占大數(shù)據(jù)、信息技術學科前沿下的“先手棋”。
“青科大一號”高光譜衛(wèi)星
近年來，高校自主研發(fā)或冠名發(fā)射衛(wèi)星的事例并不鮮見。“青科大一號”作為一顆微納衛(wèi)星，其空間分辨率高達10m，光譜分辨率達2.5nm。截至2023年底，“青科大一號”同在網(wǎng)的其他7顆高光譜衛(wèi)星協(xié)同工作，實現(xiàn)了2.5天覆蓋全球，特定區(qū)域1天重訪，全年數(shù)據(jù)采集總量達7.15PB。星座建成之后將具備全球遙感、全天候監(jiān)測、全天時監(jiān)測、高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率的特點。能夠為“智慧城市”的規(guī)劃和打造提供精準的決策依據(jù)，對于服務和支撐新舊動能轉換“十大產(chǎn)業(yè)”尤其是新一代信息技術產(chǎn)業(yè)具有十分重要的現(xiàn)實意義。“青科大一號”衛(wèi)星成功發(fā)射，實現(xiàn)了信息技術的“頂天”的構想。
而在我國首次火星探測任務“天問一號”中，青島科技大學作為山東省唯一一所參與火星探測任務的單位，為“天問一號”探測器精準、安全地著陸提供技術護航。經(jīng)過幾百個日夜的奮斗，所研究的技術能為國家的航天事業(yè)貢獻一份力量，對于每一位參與其中的青科人而言都是一件十分自豪驕傲的事。
火星探測器著陸過程中，大氣環(huán)境十分復雜，進行實時高精度導航極為困難。火星與地球距離遙遠，探測器與地球之間的通信存在至少10多分鐘的時延，這意味著，探測器著陸時會與地球“失聯(lián)”，這就要求探測器在著陸階段必須具有自主導航、控制和障礙規(guī)避能力。
在青島科技大學自主導航與智能控制研究所團隊研究理論支撐下，探測器利用光學相機獲取火星表面圖像，精準提取隕石坑、陡坡、溝壑等星表特征作為導航路標，自主分析星表特征與導航信息，調整速度、姿態(tài)、位置等，從而實現(xiàn)精準著陸。
參與50余次“護航”任務
青理工團隊為航天貢獻科技力量
駐青高校也憑自己的實力為我國航天事業(yè)貢獻著力量。
在2021年6月17日神舟十二號載人飛船順利執(zhí)行任務中，由青島理工大學復雜網(wǎng)絡與可視化研究所航天可視化團隊研制的深空探測實時三維可視化技術在任務中提供了技術護航。團隊的航天測控實時三維可視化技術已在多項航天任務中發(fā)揮巨大作用，2023年，神舟十六號飛船和神舟十七號飛船發(fā)射過程中同樣延續(xù)了這項技術，能夠實時呈現(xiàn)飛船運行軌道、位置、姿態(tài)以及載荷等信息，為飛船提供“上帝視角”。
青島理工大學空間碎片監(jiān)測與低軌衛(wèi)星組網(wǎng)聯(lián)合實驗室團隊
據(jù)介紹，在火箭發(fā)射升空之后，地面控制人員無法通過肉眼觀測飛船在地球上空的運行情況，在變幻莫測的太空環(huán)境以及遠距離控制條件下，實時精準的數(shù)據(jù)解析對于地面控制人員的精準控制尤為重要。深空探測實時三維可視化技術完全依靠真實數(shù)據(jù)驅動，對海量測控數(shù)據(jù)進行實時精準解析，將飛船的運行軌道、姿態(tài)以及位置信息等實時呈現(xiàn)，實現(xiàn)航天器整個飛行過程的三維實時可視化，為地面控制人員的精準控制和決策提供依據(jù)。
青島理工大學依托趙正旭教授領銜的復雜網(wǎng)絡與可視化創(chuàng)新團隊，致力培育航天測控可視化、高端裝備數(shù)字孿生與遙操作等優(yōu)勢特色學科方向。聯(lián)合國家航天局空間碎片監(jiān)測與應用中心、國家（青島）軍民融合創(chuàng)新示范區(qū)古鎮(zhèn)口核心區(qū)、昆宇藍程（北京）科技有限責任公司，共同建立了“空間碎片監(jiān)測與低軌衛(wèi)星組網(wǎng)聯(lián)合實驗室”。作為該領域國內首個產(chǎn)學研聯(lián)合平臺，實驗室定位于服務國家載人航天、深空探測、空間碎片監(jiān)測預警和星座組網(wǎng)等工程，致力于打造教育、科技、人才三位一體融合發(fā)展的科研平臺，服務“航天強國”戰(zhàn)略。2022年12月實驗室牽頭，聯(lián)合東方航天港建設成員單位申報并獲批山東省重點實驗室立項建設。
近年來，實驗室將自主研發(fā)的深空探測實時三維可視化技術應用于國家航天工程任務中，實現(xiàn)了0.1 秒內“翻譯”數(shù)據(jù)，讓宇宙深空“觸手可及”。先后參與執(zhí)行了載人航天工程神舟、天舟系列飛船與空間站天和核心艙交會對接，探月工程嫦娥系列可視化飛行控制與指揮，月球車月面巡視遙操作，深空探測工程可視化飛行控制與指揮等50多次實戰(zhàn)任務，為航天測控任務提供了關鍵技術支持和工程保障。
航天探索無止境
駐青高校逐夢星辰大海
在2022年12月，山東省科技廳批準建設16家山東省重點實驗室，其中，駐青高校承擔2家實驗室的建設任務。兩家重點實驗室，其研究方向主要集中在探“空”領域。
“山東省深空自主著陸技術重點實驗室”以青島科技大學自動化與電子工程學院為牽頭學院，圍繞深空自主著陸智能感知、深空自主著陸精確導航、深空自主著陸制導控制三個研究方向，開展交叉學科研究。實驗室瞄準國際深空探測發(fā)展前沿與國家深空探測重大工程任務，聚焦深空自主著陸技術發(fā)展中的重大科學問題與工程技術難題，帶動深空先進技術成果轉化和山東省空天信息等新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
“山東省空間碎片監(jiān)測與低軌衛(wèi)星組網(wǎng)重點實驗室”則以青島理工大學為牽頭建設單位，定位于服務國家載人航天、深空探測、空間碎片監(jiān)測預警和低軌衛(wèi)星組網(wǎng)等工程，服務“航天強國”戰(zhàn)略，為國家航天工程、星座組網(wǎng)及海上衛(wèi)星發(fā)射與回收提供重大支撐，推動山東省空天信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
未來，高校探索浩瀚宇宙的腳步也更加堅毅。
目前，基于“青科大一號”衛(wèi)星平臺，青島科技大學師生與珠海航宇微科技有限公司共同打造涵蓋空、天、地、海、網(wǎng)信息的特色產(chǎn)品——“綠水青山一張圖”系統(tǒng)，為政府、高校及行業(yè)企業(yè)提供高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)及行業(yè)解決方案。與此同時，充分發(fā)揮“青科大一號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)優(yōu)勢，與國土、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境、海洋及城市交通等眾多遙感應用領域相結合，成功申報“山東省數(shù)據(jù)開放創(chuàng)新應用實驗室”和“低空飛行智能服務保障山東省工程研究中心”兩大科研平臺，推動形成具有我省特色的衛(wèi)星大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈。接下來，青島科技大學將繼續(xù)加強空、天、地、海遙感大數(shù)據(jù)，與政務、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各個領域多元化數(shù)據(jù)的融合，為今后政務決策、城市發(fā)展布局、生態(tài)環(huán)境質量監(jiān)管、糧食安全保障等，提供智能高效的解決方案。
而青島理工大學空間碎片監(jiān)測與低軌衛(wèi)星組網(wǎng)聯(lián)合實驗室團隊對2024年的工作也早有規(guī)劃。據(jù)了解，今年，團隊將會把工作目標定在探索空間目標天基監(jiān)測平臺的規(guī)劃實施上，空間目標天基監(jiān)測平臺通俗來講，就是把地面上的望遠鏡“搬”到太空，在太空中觀測使用。青島理工大學致力于繼續(xù)為國家航天重大工程提供駐青高校的青春力量，勇毅前行，逐夢星辰大海。
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