中国科学院空间应用工程与技术中心数字工程中心,承担应用中心数字化建设、数字孪生技术和深空资源利用技术研究的职责,负责空间应用系统产品数字化全生命周期管理平台的建设及维护、系统级建模仿真和数字化系统总体技术工作。同时,数字工程中心积极布局开展深空资源利用、深空智能决策、控制与仿真和深空大数据与智能化探测技术,为空间站运营、ZRDY和未来的型号任务提供高度数字化的运营服务和技术支撑。
研究方向
(1)空间应用数字孪生
重点开展以模型和数据为基础的数字孪生体建模、仿真、优化、求解技术研究,以建立空间科学研究与应用数字平行系统为目标,解决项目遴选、科学实验方案优化、装置故障诊断与处置等问题。
(2)深空智能决策、控制与仿真
以月球表面空间应用系统探测活动为主要应用场景,在能源、测控资源、信息流、人机交互等约束下,提升空间应用系统的月表探测效率和智能化水平,实现高效率和智能自主的月表探测活动开展。
(3)深空探测及原位资源开发利用
深空探测及原位资源开发利用瞄准我国载人探测后续任务需求,针对深空环境长期驻留与生存面临的资源补给难题,深入开展载人探测及原位资源开发利用科学问题与技术难题研究,形成深空环境水、氧和关键矿物原位获取,以及防护舱原位建造能力,满足载人探测及深空环境生存物资补给需求,助力我国后续深空探测任务推进实施。
(4)深空大数据与智能化探测技术
以月球、火星等深空探测与大数据应用系统建设为主要研究应用场景,集成能源矿产资源、大数据建设、图谱识别技术、智能预测等技术,研发深空大数据与智能探测应用技术系统,提高月球、火星等深空探测效率和智能化水平,实现深空大数据的智能化应用。
人才队伍
数字工程中心现有职工25人,其中有5人为中科院百人计划人才,中、高级职称员工占比90%以上,毕业于清华大学、北京大学、复旦大学、北京航天航空大学、东北大学以及美国日本等著名高校,是一支拥有科研热情且知识储备雄厚的优秀青年队伍。
科研条件
数字工程中心目前建设有空间应用系统工程实验室、数字月球实验室、规划仿真协同厅、总体仿真实验室等科研条件。
图1 空间应用系统工程实验室, 包含办公工位、展示区、观摩区、cave间和设备间,能满足仿真实验效果展示,5D效果展示等功能。
图2 数字月球实验室,包含曲面数字大屏展览区、办公工位,可满足数字月球的任务过程、数据分析结果展示等功能演示需求。
图3 规划仿真协同厅 图4 高性能计算设备机房
图3 规划仿真协同厅,可以容纳将近40个工位的客户机终端,分别用于连接仿真云平台和计算集群,每个终端的仿真作业均可通过视频矩阵按需将仿真效果展示到LED显示屏上供所有科研及工程人员观察讨论。
图4 高性能计算设备机房,配置专业仿真建模与数据分析软件以及配套管理软件,可支撑仿真工作中的海量计算与并行计算,具备高计算,高扩展,高可用等功能。
成果展示
l 无容器虚拟科学实验系统
l 冷原子制备装置仿真模型展示
l 空间站科学实验过程动画
l 空间站飞行任务仿真系统
l DRO任务平行系统
l 数字月球系统
l 巡天光学设施数字孪生系统规划
l 数字化全生命周期研制管理平台
l 实验规划系统展示
l 矿物成分波谱识别
l 矿物辨识探测技术