空间科学任务协同设计论证平台

空间科学任务协同设计论证存在设计方案耦合强,数据一致性差,数据变更难,数据与流程脱节等问题.为了解决上述问题,建立了典型空间科学任务的多层数字化模型;采用图形化方式对论证流程进行建模,并建立流程与数据的映射关系;通过共享数据池的方式为多岗位用户提供多方案数据协同机制;采用消息总线对数据变更进行及时提醒;利用方案依赖关系矩阵来判别方案耦合关系,最终自动合并任务总体设计方案.作为一个分布式平台,空间科学任务协同设计平台采用Eclipse RCP和Spring技术架构,整合了Hibernate、工作流Activiti5等中间件,提供统一门户,支持多岗位、多任务、多方案、多版本的管理能力,提供论证流程监控、数据协同交互等功能.结合某空间科学任务论证验证了该平台的有效性.

空间科学任务协同设计过程优化

为了对概念设计阶段空间科学任务协同设计过程进行合理规划,减少设计反馈,降低系统耦合度,提出了设计结构矩阵(DSM)过程建模和遗传算法(GA)过程优化算法.该方法采用DSM对空间科学任务设计活动序列进行建模,通过DSM描述设计活动间的信息依赖关系,DSM上三角之和代表该设计活动序列设计反馈次数;将DSM对应的设计活动序列视为染色体,采用GA进行序列优化,最小化设计反馈次数.通过过程优化算法获取最佳设计活动序列,优化设计过程,降低系统耦合度.空间科学任务实例分析结果表明,该方法能够有效应用于空间科学任务协同设计的过程建模和过程优化,指导设计过程的制定.

提高空间科学任务地面段系统与运行的费效比

降低空间科学任务的费用是世界各国现在和将来都在致力的方向和挑战。在空间科学工程地面段系统和运行中引入商业模式和提高综合运行效率,能在可靠的运行条件下减少系统的成本和开销。这里用近年发展出的微小卫星综合性空间任务运行系统(COSMOS)和GARADA SAR编队飞行计划的地面段任务开发为例表明对空间科学任务实施全生命周期的运行管理并降低地面段系统与运行费用是降低空间科学任务成本的有效途径之一。

中国空间科学任务有效载荷的管理

空间科学任务有效载荷往往是新原理、新方法和先进技术的集中体现,在实现任务科学目标过程中发挥关键和核心作用。中国以空间科学工作者为主组成的研制队伍航天工程经验不足,导致有效载荷技术攻关难度大,管理日益复杂。阐述了空间科学任务有效载荷的有效管理经验,包括建立载荷PI(principle investigator)制管理模式,高度重视关键技术攻关和载荷标定试验,提升载荷管理等级,并以单位载荷研制为抓手,全面推进质量管理等。对实施载荷PI制和载荷数据PI制进行了初步分析和探讨。

我国空间科学任务“四个科学”特点及管理实践--以中国科学院空间科学战略性先导科技专项为例

文章指出我国空间科学任务的核心特点是科学驱动,具体表现为"四个科学"特点,即科学目标、首席科学家、科学载荷和科研院所。阐述了针对"四个科学"特点的管理实践,即坚持以科学目标为牵引,以首席科学家为科学导向,以科学载荷为抓手,以科研院所为依托,促进科学与技术、科学与工程的有机融合,确保工程进度和质量,努力促进成果产出的最大化。通过审视空间科学任务的特点,梳理管理实践和对策,并对后续任务管理提出建议,有助于进一步提升管理能力,对我国空间科学长期可持续发展颇有裨益。

空间科学探测任务集同论证平台

空间科学卫星探测项目的工程概念设计和立项论证是一项集多学科、多技术领域为一体的综合性工作。"空间科学探测任务集同论证平台"针对由科学家为主的论证团队对工程和技术领域比较陌生、论证工作效率低、论证质量不高等实际问题,瞄准空间科学与探测任务在概念设计和立项论证阶段的需求,采用参数化协同设计、多方案管理与评估、并行仿真、协同工作流管理等新技术,实现了空间任务分析、有效载荷的辅助设计与分析、卫星轨道设计与控制、发射分析、姿态设计与分析、地面系统设计与分析、能源分析等功能。实际应用表明,在该平台上开展空间科学探测任务论证,改变了目前空间任务论证工作分散、串行、冗长的现状,显著地缩短了论证周期,提高了空间任务论证工作的效率和质量。

2021年空间科学热点回眸

回顾了2021年全球空间科学重要进展、美欧俄中等国家和地区组织最新空间科学重大发展战略和规划、新发射的空间科学任务平台和新选定的未来任务。盘点了“帕克太阳探测器”首次飞越日冕,“洞察号”揭示火星内部结构,阿联酋、中国、美国探测器齐聚火星,美国绘制天文学和天体物理学发展路线图,欧洲确定2035—2050年大型空间科学任务科学主题,中俄发布国际月球科研站路线图,“詹姆斯·韦伯空间望远镜”成功发射,中国成功发射太阳探测科学技术试验卫星和可持续发展科学卫星,美欧批准新的金星探测任务等重大成果和事件。

多航天器协同探测效能影响参数不确定性分析

为解决传统基于蒙特卡洛仿真的探测效能不确定性分析评价方法中时间效率低,参数关系映射单一的问题,提出一种基于神经网络的不确定性分析方法,利用人工神经网络在拟合回归分析上的非线性特性,设计了能够替代复杂系统的神经网络结构,能够通过少量仿真计算结果作为训练样本实现模型的收敛并能有效反映被替代系统的原有特性。选择以一个多航天器的天文观测任务作为典型用例,建立了仿真分析模型,并与蒙特卡洛仿真方法结果进行了对比,验证了此方法的准确性和计算效率。

吴季：给“悟空”们规划成长路线

'……3,2,1,点火.'2019年6月5日12时6分,伴随着巨大的轰鸣声,长征十一号固体运载火箭从海上发射平台腾空而起,将7颗卫星送入预定轨道,填补了我国运载火箭海上发射的空白。在甲板上观看发射的人群,传出了阵阵欢呼声。作为受邀观礼嘉宾,中国科学院国家空间科学中心(下简称中科院空间中心)原主任吴季难掩内心的激动,在微信朋友圈里记录了这一重要时刻。

关于新一代旗舰型科学卫星WFIRST发展的分析

中国是航天大国,但尚无重大科学目标牵引的大型战略性空间科学任务的经验。以美国新一代旗舰型空间天文学任务宽视场红外巡天望远镜(Wide Field Infrared Survey Telescope,WFISRT)为样本,介绍了其科学目标和有效载荷,梳理了任务剖面的数次更改和曲折的研发历程。将其与中国科学卫星系列的研制流程进行了比较分析,以期为中国"十四五"乃至更长远的空间科学任务布局提供参考。

地球空间双星探测计划国际合作管理实践及启示

地球空间双星探测计划(简称“双星计划”)是中国首个空间科学卫星计划,也是首个以中国为主开展的深度国际合作的空间科学卫星计划,是中欧成功合作的典范。基于双星计划研制任务管理,透视了双星计划的国际合作情况,总结了双星计划国际合作管理实践双星计划建立了严密的工程组织管理体系,通过工程月调度例会、专题协调会和大总体会,以及管理/技术协调会机制和联络机制,推动任务实施;通过科学指导委员会、科学工作队,以及科学工作联席会机制,促进成果产出最大化。其中,首席科学家机制'、数据共享机制、文档编写规范、疫情应对举措等管理经验,为未来空间科学国际合作任务提供了重要借鉴。