北京时间2021年6月17日18时48分，中国航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。自1992年中国政府制定载人航天工程“三步走”发展战略以来，中国航天技术迅猛发展，技术屡创新高，其中工程仿真技术以及GUI技术的应用，对提高研发效率、降低研发与制造成本、提高人机交互界面操作可靠性等方面做出了重要贡献。下面，小优就扒一扒天宫空间站背后的“中国黑科技”。

1、空间辐射场仿真，评估宇航员的辐射风险

南京航空航天大学航天学院魏志勇教授领衔的“空间辐射环境探测及效应”课题组通过建立中国宇航员数字人体模型，结合已有的空间辐射场模型和在轨实测数据，采用计算机建模仿真的方法，研究空间辐射场在宇航员体内的辐射剂量，从外辐射场、内辐射场、损伤剂量等角度评估宇航员的辐射风险，并提出防护措施，为宇航员在轨工作的辐射安全保障提供支撑。

2、电机声学仿真，保障空间站低噪声工作环境

21所新研的某款步进电动机是确保环控生保分系统中整个水处理循环系统能正常运行的重要件，最大的难点在于保证水处理循环系统正常工作的同时，还要保持噪声控制，不能对宇航员的日常生活造成影响。通过与某声学研究所进行合作，对噪音进行声学溯源，通过技术调研、仿真分析与实验验证，并在几个关键时间节点上加班加点，硬是在一个月内抢出时间，啃下了这块“硬骨头”。

3、可靠性仿真，传承“万无一失”的工匠精神

素有“神箭”美誉的长二F火箭是目前我国唯一一型载人运载火箭，进行过多项技术改进，可靠性和安全性屡上新台阶。本次发射的长征二号F遥十二运载火箭在之前的基础上，进行了109项技术状态更改，将长征二号F运载火箭的可靠性从指标要求的0.97提升到0.9894，再次刷新了自身纪录。

“在可靠性已经相当高的情况下，再提升，难度可想而知。”航天科技集团一院长征二号F运载火箭总体副主任设计师秦曈说，每一处改进，都体现了研制人员对可靠性的不懈追求，背后都意味着无数次的理论分析、数学仿真和试验验证。

4、动力学仿真，确保航天器精准“牵手”

对接机构综合试验台运动模拟器的目标功能是模拟常温与高低温环境中空间飞行器在对接过程中的相对运动，用于航天器空间对接机构的研制、测试和鉴定试验。该设备采用半物理仿真的方法，兼取数学仿真的灵活特性及物理模拟的真实性，实时模拟两个飞行器在设定对接初始条件下的对接动力学过程。

5、“中国大脑”，实时响应8毫秒

中国航天员入驻天宫空间站的画面让国人和世界震惊的不仅是天宫机械臂等全国产化硬件设备，另一个爆点是空间站设备的GUI界面也都是纯中文界面。这是因为采用了我国自主研发的“中国大脑”——麒麟操作系统及其GUI系统。该系统的实时响应精度达到了航天应用上严苛的8毫秒以内，而一般通用系统的实时精度最多能达到20至30毫秒。

为确保在复杂宇宙射线和高能粒子条件下高速硬件系统正常工作的能力，研制组开展了上百次仿真和实物验证试验，解决了高速电子线路抗辐照加固的难题。航天员着舱内航天服时，无法操作常见的电容式和电阻式触摸屏，为此研制组设计了具有自主知识产权的GUI系统，开发了适应空间环境的红外触摸屏，使之不会出现死机、蓝屏等现象。

6、小优点评

其实，除了以上“中国黑科技技”外，还有很多不便透露的“国家机密”。关于工程仿真在航空航天领域的应用，优飞迪自2010年成立以来，一直响应着国家的需求与号召，在航空航天的轻量化设计、复合材料设计与优化、电磁分析、飞行性能与空气动力学分析、卫星模型全自动化分析等方面拥有独特的见解和解决方案及其开发能力，并一直在为中国航天事业增砖添瓦。