数字孪生技术应用的新发现 可视化拉开航天新时代

作为数据可视化的一线重度参与者，本着技术为本，持续的奔波在自主研发的道路上。2020年，国家发改委多次点名‘数字孪生’技术，重磅发布《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》（以下简称《方案》），其中“数字孪生”技术在《方案》中被提及多次，和云计算、人工智能、5G、物联网等前沿技术一样，受关注程度上升到国家高度。

可曾惊异于《星球大战》中的星际航行，可否被《流浪地球》中，人类推动着地球离开太阳系的壮举所震撼。这所有不可思议的遐想，多少来自于这张照片。

这是由旅行者一号拍摄下来的，它虽看起来模糊不清，布满噪点，但这是地球的一张自拍。黄色光线中间隐约可见的小点，就是人类共同的家园。

1977年注定是不平凡的一年。这一年，中华大地上的人们重回对知识和科学的渴望与学习。大洋彼岸，天文浪潮依旧拍打着人类科研的基石。在美国弗罗里达州，NASA用腾空而起的火箭，向世界宣布了：我们要发射一枚飞行器，不去月球、也不去火星，而是要飞到木星、土星、天王星、海王星甚至要冲出太阳系。

然而这不是一件简单的事，八大行星中最远的海王星，距离太阳的平均距离是约45亿公里，相当于地月距离的10000倍多。以及飞出太阳系所需的速度至少要达到第三宇宙速度（16.7㎞/s）这些是人类科技无法实现的。

天无绝人之路，那一年的人类凑足了天时地利人和。行星排列成一条弧线，利用引力弹弓效应，即掠过行星的时候借助其本身引力进行加速，把飞行器甩出太阳系。抓住绝无仅有的机会于1977年8月和9月，旅行者2号与1号相继发射，开启了人类最远的征途。

旅行者一号已经在太空飞行了43年之久了，每隔数月还在向地球转递信息。突破日光层，接近太阳风的边缘。在经历多次太阳日冕物质抛射形成的激波为科研提供大量数据之后，旅行者一号离开太阳系。作为孤独的旅者承载着人类的憧憬飞向别的恒星。

现在我们无法再等待176年相遇一次的“行星顺风车”。但我们依旧可以将整个太阳系摆在眼前。借用轻量可视方案和数字孪生技术，利用已有的数据信息，在虚拟空间中映射出太阳系得整体规模，形成一个智能星系展现每个星球的生命全周期。

在智慧星球模式下进行动态交互，可以对每个星球的位置、质量、资源含量、大气结构等数据进行监控，解决“不确定”环境中的问题，与机器进行深度学习，构建出一个不断进化的系统。改变固有的宇宙与地球的信息联系，突破时空格局，做到实时操控并做到有预见性的航天规划。

数字孪生星球运用领域

1. 3D 太空数据可视化，可用于科普太阳系的构成、各行星组织结构等知识，亦可置于博物馆大屏、学校等作为科普。轻量的可视化，可以将整个星系收入移动端中方便跨平台展示。

2. 在 3D 可视化中对行星位置、状态、气象、地形有一个直观的了解。在目前各国太空竞争日益激烈的情况下，以及5G等技术成熟使得数据传输技术得到速度和质量上的突破，甚至可以通过该系统对行星状态进行实时监控，对宇航员的作业点、作业情况做在线监控。

投资未来

2020年，人类即将迎来数年一遇的火星探测窗口期，各国对太空领域摩拳擦掌跃跃欲试。未来国家竞争的主战场势必会在太空进行，民众科普、航天科技创新变的至关重要，而将技术应用提升到一个新高度的则是可视化解决方案，未来还有许多仍需我们去探索。

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