信息技术在载人航天器中的应用
常小玉 晏浚译 孙广博 韩曦 李可盈

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常小玉 晏浚译 孙广博 韩曦 李可盈,. 信息技术在载人航天器中的应用[J]. 航空航天学报,2025.2. DOI:10.12721/ccn.2025.157014.
摘要: 随着我国科技水平的不断提升,我国在载人航天领域的综合实力向世界先进水平迈进,为了实现我国载人航天事业的跨越式发展,必须尽快掌握空间信息技术。空间信息技术包括地面处理、传输、管理和应用等领域,载人航天器的应用是其中的重要组成部分。空间信息处理包括对目标进行捕获、跟踪、识别和控制等技术,这需要大量的数据处理和计算机系统支持,其中包括航天器的控制系统和轨道计算与仿真系统等。本篇文章主要对载人航天器进行了介绍,分析信息技术在载人航天器中应用的重要性,探究信息技术在载人航天器中的应用,以供相关人员学习参考。
关键词: 信息技术;载人航天器;应用;探究
DOI:10.12721/ccn.2025.157014
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一、载人航天器概述

载人航天器是指为航天员在太空活动而设计的,航天员在太空中飞行,用来进行科学试验的载人飞行器。载人航天器也叫航天员输送器,是用于运送和保护航天员进入空间站和其他深空目标的运载工具。一般情况下,载人航天器是指有座椅移动机构、可调式座椅和氧气和食品贮存器等设备的载人飞行器,其除了可供航天员工作、生活和休息外,还可以进行空间科学实验。载人航天器包括航天飞机、航天飞船和空间实验室等,载人航天器是由空间环境探测设备、控制与生命保障系统和载人航天应用系统组成的系统,这些系统与航天器本体及轨道运行过程中所需的其他设备一起,共同完成航天器的在轨飞行任务,为航天员提供生活及工作环境以及进行科学研究活动等[1]

二、信息技术在载人航天器中应用的重要性

随着载人航天事业的发展,信息技术已经成为载人航天中的一个重要组成部分,其不仅可以为航天器提供安全可靠的飞行环境,而且可以为载人航天器提供最大程度的工作效率,提高航天器的生存能力。在载人航天任务中,信息技术具有广泛而深刻的影响,可以为航天员提供生活保障、医疗保健以及航天医学等方面的信息服务,甚至可以帮助航天员处理一些日常事务。信息技术还可以应用于卫星轨道控制、卫星通信以及卫星气象预报等,当然,它最重要的作用还是为航天器提供了所需信息,并使航天器具有自主运行和完成任务所需的各种功能[2]

三、信息技术在载人航天器中的应用

(一)AR技术

航天员主要通过两种方式获取信息:一是在地面控制人员的直接监视下从各种终端设备获得信息;二是通过通信系统从地面获取信息。随着航天技术的发展,计算机技术的应用,科研人员已经可以通过计算机辅助技术(CAD)和虚拟现实(VR)技术来实现航天员的直接监视、仿真模拟、虚拟训练等。航天员在地面上利用 AR技术进行模拟训练,可以克服在太空中各种自然条件的限制,提高航天员训练的效果。例如,为了模拟空间站上仪表设备和工作环境,可以把仪表设备安装到航天器中去,在航天员面前进行仿真模拟,这种方法比在地面上通过示波器、显示器等设备进行模拟更为方便、直观和准确。当然,利用虚拟现实(VR)技术也可以进行模拟训练,例如,在航天员飞行训练中,可以通过VR技术进行火星上生活环境和条件的仿真模拟训练,也可以通过虚拟现实技术对火星环境进行实景仿真,并在此基础上研究火星环境中的生活条件和生活规律等[3]

(二)语音识别技术

语音识别是人工智能的核心技术之一,近年来,语音识别技术在各个领域的应用已经逐渐成熟。语音识别技术能让设备和系统在无人干预的情况下完成指令、对话、操作等各种任务,是一种非常重要的人机交互手段。载人航天器作为航天领域最复杂和规模最大的系统,对通信需求非常巨大,传统的语音通信技术在通信过程中,会有较大延迟,而实时的语音识别技术能够满足高速率、高准确率、低时延等需求,极大提升了航天器与地面之间的通信能力。载人航天器中对于语音识别的要求不仅要具备高速率、低时延等特点,还要在空间恶劣环境下正常运行,因此需要在可靠性、兼容性等方面进行优化设计[4]

(三)云计算技术

随着航天技术的不断发展,人们对于航天领域的关注度也越来越高,在航天领域中,云计算技术是一项全新的技术,在载人航天器中应用云计算技术可以提高航天器的效率。云计算机能够实时地将载人航天器内的数据收集并进行存储与处理。载人航天器是一个高度集成化且非常复杂的系统,数据具有多层次结构和不同类型,这对云计算提出了更高的要求。因此,载人航天器应用云计算技术能够使其在数据存储、运算和处理等方面更加高效便捷。随着载人航天器内硬件设备及软件系统的不断发展,对软件系统计算能力以及数据处理速度提出了更高的要求。当载人航天器中硬件设备、软件系统以及数据量变得越来越庞大时,计算能力已经不能满足载人航天器对信息处理速度的要求。云计算技术的出现为载人航天器内各部件之间提供了一个统一、集中以及高效的数据处理平台,进一步提高了载人航天器性能。

结语

综上所述,中国航天器使用各种硬件和软件,如计算机、网络和通信设备,需要进行大量的测试和改进。然而,许多航天项目仍需进行大量试验和改进工作,这意味着重复浪费资源。因此,有必要对现有技术进行评估,利用先进信息技术中成熟可靠、经济实用、安全高效、自主创新等优点,并结合航天项目管理系统,构建一个功能强大的载人航天数据处理和管理平台。这不仅可以提高空间信息处理系统的性能、可靠性和效率,而且可以减少重复建设所需的资源消耗。

参考文献

[1]陈晓光,易予生,丁凯.我国载人航天器测控与通信技术发展[J].航天器工程,2022,31(06):166-173.

[2]张崇峰,姚建,刘志,丁立超,程芳华,邱华勇.我国载人航天器对接机构技术发展[J].航天器工程,2022,31(06):205-212.

[3]金广明.我国载人航天器推进系统技术发展[J].航天器工程,2022,31(06):191-204.

[4]赵长喜.我国载人航天器大型密封舱结构制造技术[J].航天器工程,2022,31(06):234-240.

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