天宫二号是中国第一个真正意义上的空间实验室，同时也是最忙碌的空间实验室———是我国载人航天历次任务中最多的一次。在一艘飞行器上，集中了十多项国际前沿的空间科学实验，蔚为壮观。

　　要将科学家探索前沿的科学思想火花，变成可以在太空中实现的工程项目，需要一个极其严密、高效的组织管理体系。除此之外，空间实验室里的实验载荷如何遥控？获得的大量实验数据，如何收集、下传、共享、分析？这也需要一个强大的数据平台，使“天上的科学实验”能发挥出最大的作用。

　　作为载人航天工程空间应用系统的总体单位，中国科学院空间应用工程与技术中心(总体部)承担了这项艰巨的任务，是当之无愧的空间科学实验的智慧中枢，是空间科学应用系统中的“龙头”。

　　龙头总领：从科学火花到工程实现

　　“我想把水稻送到空间实验室，看看它怎样开花结实。”这是科学家最初的科学火花，可真要实现，就需要寻找工程专家的配合———为高等植物设计一个太空温室，既可以精确控制光照、温度、湿度，又可以添加营养液、加水、排出废物，还要在里面安装上各种相机等监测设备……

　　每次任务伊始，总体部都要做这样的“翻译”工作：将科学家的科学思想、需求，通过分析转化为对载荷设备的技术要求，变成工程可实现的语言———在科学火花和工程实现之间，架起一座桥梁。

　　而这仅仅是第一步，更重要的是通过科学统筹规划，将不可能变为可能。如果在地面上“斤斤计较”已属小气，那么上天设备则是“克克计较”，不仅重量要轻，体积要小，耗能也要越节省越好———尽量充分利用极其有限的空间实验资源，使载人航天空间应用系统成为一个多约束条件优化问题，所有载荷都要进行总体设计，并对其运行和控制进行仿真和优化。

　　用当下火热的VR/AR设备玩游戏，真是新鲜刺激吧？其实，它们早就被用到空间科学应用的载荷研制中啦!

　　在载荷的研制、设计阶段，科学家戴上VR眼镜，对所设计的载荷进行观察，促进多学科并行设计，在舱内环境设备上进行虚拟叠加验证———一边设计，一边就能看看这几样东西放在一起是不是合适？　能不能协调工作？　这让设计效率大大提高。

　　载荷科学家或宇航员还可以借助VR/AR技术，模拟对在轨运行的载荷操作过程，进行故障模拟预演与再现、后续载荷相容性验证和维修保障措施演练，以提高任务效率和可靠性。

　　太空实验大管家：感觉有点像电玩

　　作为整个飞行试验任务的统一指挥与调度者，总体部是一个真正意义上的太空实验大管家。它不仅要负责将科学火花变成工程实现，还要负责数据统一接收与分析处理、载荷状态监测和健康管理，并提供各类标准数据产品的分发服务———不管太空试验/实验多么复杂，运控中心就像在太空运营一盘巨大的电子游戏，通过应用需求分析、时间窗口计算、冲突消解、资源调配等，确保各种不同类型的有效载荷有序、高效在轨开展工作。

　　为实现天宫二号液桥热毛细对流实验中天地实时交互和精细控制的实验需求，空间应用中心研制出了我国首个基于虚拟现实技术的沉浸式遥科学实验平台：它几近真实地在地面实时复现了空间科学实验场景，科学家在地面戴着VR眼镜，就可以实时操控空间实验的所有细节———通过虚拟操作，就能完成远在太空中的实验，真是太酷了!

　　当然，这一切都不是一蹴而就的。我国载人航天工程经过了20多年发展，才逐步从工程探索走到了可以开展高水平空间科学实验的今天。其间，有无数人付出了聪明智慧、勤奋汗水。从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从舱内实验到太空行走，从单船飞行到组合体稳定运行，我们看见眼前辉煌的同时，更要记得跋涉者的艰辛与毅力。