29 апреля в 11:23 был успешно запущен основной модуль «Тяньхэ» Китайской космической станции; 17 июня в 9:22 с космодрома Цзюцюань была успешно запущена ракета-носитель Long March 2 F Yao 12 с пилотируемым космическим кораблем Shenzhou 12; 17 июня в 18:48 астронавты Не Хайшэн, Лю Бомин и Тан Хунбо один за другим вошли в основной модуль «Тяньхэ», что ознаменовало официальный старт пилотируемого полета основного модуля «Тяньхэ». Технология обнаружения столкновения космического мусора на орбите, разработанная командой профессора Пан Баоцзюня из Института аэрокосмической инженерии ХПУ, успешно применяется в основном модуле «Тяньхэ». Эта технология может предоставить астронавтам и наземным диспетчерам своевременные меры реагирования, когда на капсулу падает космический мусор. Ее основа – обеспечение безопасности космонавтов.
Основной модуль «Тяньхэ» Китайской космической станции является крупнейшим космическим аппаратом, который в настоящее время разрабатывается в Китае. Планируется, что он проработает на орбите до 15 лет. Вероятность столкновения с космическим мусором (скорость до нескольких километров в секунду) относительно высока, и его эксплуатационная безопасность находится под угрозой. В кабине долго могут находиться космонавты, и ее безопасность должна быть гарантирована. В дополнение к принятию мер активного уклонения и пассивной защиты для основного модуля «Тяньхэ», Пекинский институт проектирования систем космических аппаратов Китайской академии космических технологий как главная организация проектирования, в сочетании с нашим университетом и Институтом 513 Китайской академии космических технологий, разработал Модуль мониторинга столкновения с космическим мусором для подсистемы мониторинга состояния конструкций. Модуль основан на управляемой данными сенсорной сети, которая может воспринимать, распознавать и определять местонахождение событий столкновения в реальном времени. В модуле применяется алгоритм, разработанный командой профессора Пан Баоцзюня.
Чтобы выполнить задачу исследования и разработки подсистемы мониторинга состояния конструкций основного модуля «Тяньхэ», ХПУ, Пекинский институт проектирования систем космических аппаратов Китайской академии космических технологий и Институт 513 совместно работали над решением ключевых проблем. Команда исследователей ХПУ просуществовала 7 лет, провела более 100 малогабаритных образцов и около 200 сверхскоростных испытаний на удар крупногабаритных конструкций переборок, разработала и оптимизировала алгоритмы восприятия и распознавания, а также определила ключевые параметры восприятия и признание. Члены команды десятки раз посещали аэрокосмические институты и различные испытательные базы, выполняли различные этапы разработки алгоритма определения местоположения при столкновении конструкции кабины и проверочные испытания, получали десятки тысяч наборов данных, завершали создание базы данных образцов и оптимизация алгоритма определения местоположения и преодоление больших сложных геометрических структур. Ключевыми технологиями, такими как быстрое определение местоположения столкновений, идентификация столкновений в нечётких областях сборок из нескольких кабин и определение параметров сигналов ударной акустической эмиссии в сложных конструкциях переборок, наконец, успешно реализованы применение технологии зондирования космического мусора на орбите. Эта технология также будет применена в экспериментальных кабинах космических станций «Вэньтянь» и «Мэнтянь».
Понятно, что Центр исследования высокоскоростных столкновений космического мусора, возглавляемый профессором Пан Баоцзюном, всегда придерживался первоначального замысла научных исследований в области авиакосмической промышленности Китая и точно предсказывает воздействие крупных, долговечных и высоконадежных пилотируемых космических кораблей на развитие пилотируемых космических полётов Китая. Ещё в 2004 году мы впервые предложили и провели исследования в области технологии обнаружения космического мусора на основе акустической эмиссии на орбите в Китае. За прошедшие годы, при сильной поддержке Национального бюро оборонной науки и промышленности и ХПУ, команда профессора Пан Баоцзюня создала инновации, продолжила решать сложные проблемы, построила модель сверхскоростного столкновения на основе идентификации, определения местоположения и конструкции сверхскоростных ударов и решила проблему сверхскоростного удара. Механизм генерации сигналов высокоскоростной ударной акустической эмиссии, характеристики распространения, модальное преобразование и рассеяние на структурах особой формы и другие фундаментальные научные проблемы преодолели выделение признаков, идентификацию-высокоскоростные сигналы удара в среде космического шума и точное позиционирование облаков обломков с множественными источниками ударов. Ключевыми технологиями, такими как визуальная диагностика повреждений точечной коррозии, вызванных воздействием облаков обломков, разработано двойное автоматическое определение порогового времени прибытия, Позиционирование виртуального волнового фронта и быстрое региональное позиционирование, распознавание искусственным интеллектом структур повреждений и т. д., которые имеют определенную универсальность для сложных конструкций и ударов композитных материалов. Путём технической интеграции команда разработала прототип системы обнаружения столкновения с космическим мусором на орбите, который был признан инженерным отделом и заложил техническую основу для инженерного приложения на основном модуле «Тяньхэ».
