在火星與木星之間，一顆國際編號為11139的小行星，以每秒23.12公里的速度遨游。

如今，國際天文學(xué)聯(lián)合會將這顆11139小行星永久鐫刻上了一所青島高校的名字，命名為“青島理工星”。

青島理工大學(xué)也因此成為全省首所擁有專屬小行星命名的省屬高校。

這份來自宇宙的“永久榮譽”，為何花落這所省屬高校？

這背后不得不提的一個人，正是青理工趙正旭教授。從機械工程到計算機科學(xué)，趙正旭率領(lǐng)團隊開創(chuàng)了我國航天測控實時三維可視化技術(shù)的先河，讓宇宙深空從“看不見”到“看得清”。

團隊研發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)深度嵌入我國航空航天發(fā)射工程，服務(wù)了50余次國家載人航天、探月工程及深空探測工程。以趙正旭團隊為核心的青島航天科技力量，正為中國邁向航天強國提供重要支撐。

飛船等航天器在太空中遨游，其實是“孤獨的旅途”：因為距離遠超過人肉眼可見的范圍，所以我們在地面控制中心根本不可能看到其飛行實況，更別說看到飛行姿態(tài)和角度。

飛行器在深空運行過程中是有軌道的，但這是一條通過數(shù)學(xué)算出來的理論軌道——與實際運行軌道之間可能有誤差。

過去，我們只能通過數(shù)字分析推測運行狀態(tài)，意味著測控過程不透明，地面的人無法實時“看”到深空的情況，給處理突發(fā)緊急情況帶來了難題，也不便于公眾了解和媒體報道。

就像開車需要一個導(dǎo)航畫面，地面控制人員也急需一套能讓所有人都看得見、看得懂的測控系統(tǒng)。

2008年，擁有機械工程學(xué)科基礎(chǔ)、又率先從事計算機科學(xué)研究的趙正旭，牽頭組建了創(chuàng)新團隊，一頭扎進了航天測控可視化技術(shù)攻關(guān)中。

彼時，國內(nèi)航天測控可視化領(lǐng)域剛剛起步，技術(shù)和人才基礎(chǔ)都接近于無——

技術(shù)上不成體系，也沒有標準規(guī)范指引，更別說自主知識產(chǎn)權(quán)，只能將碎片化的技術(shù)進行體系化整合；

人才也沒有根基，多數(shù)成員甚至沒接觸過可視化技術(shù)，用初始成員之一，現(xiàn)青島理工大學(xué)機械與汽車工程學(xué)院副院長郭陽的話說，“軌道根數(shù)”“姿態(tài)四元數(shù)”，這些航天術(shù)語聽起來就像“天書”。

那是個炎熱的夏天，實驗室的建設(shè)和團隊的組建同步開啟，連接電纜期間連空調(diào)都沒有。夜晚相對涼快，趙正旭就和團隊一起通宵做實驗。

夜以繼日干了兩個多月，我國航天工程第一個三維可視化平臺的原型系統(tǒng)，就誕生在這里。

后來，這套系統(tǒng)在“實戰(zhàn)”中持續(xù)完善，復(fù)雜的航天器軌道數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)，在這個“轉(zhuǎn)換器”中實時就能變成直觀的三維圖像。

什么叫“實時”？在這個系統(tǒng)中，航天器上雷達、光學(xué)相機等傳回的數(shù)據(jù)，在0.1秒內(nèi)就能完成“翻譯”，并以畫面的形式在大屏幕上呈現(xiàn)，可以說沒有延時。

至此，地面控制人員的操控指揮有了更科學(xué)的決策支持，屏幕前的我們也對“飛天”有了更直觀的感受。

這套系統(tǒng)讓我國成為全球首個實現(xiàn)航天任務(wù)全程實時三維可視化測控的國家。

2010年的國慶節(jié)，嫦娥二號發(fā)射成功，為我國后續(xù)探月著陸任務(wù)鋪了路。

按原有的設(shè)計，嫦娥二號需要變軌13次才能進入目標軌道。但在實際發(fā)射過程中，其僅變軌7次就進入了目標軌道。這正是趙正旭團隊研發(fā)可視化系統(tǒng)，首次在“實戰(zhàn)”中取得的“驚艷”效果。

變軌次數(shù)少，就節(jié)省了大量燃料。在可視化系統(tǒng)的支撐下，發(fā)射任務(wù)完成后，工作人員利用剩余燃料，將探測器送到了地月拉格朗日L2點——這個地球和月球引力平衡的特殊位置。

在這里，探測器就像被“釘”住，可以保持相對地月的靜止、實現(xiàn)長期駐留。這是亞洲國家在全球首次實現(xiàn)這一壯舉，為我國為后續(xù)嫦娥四號月球背面探測打造了“中轉(zhuǎn)站”。

在中國建設(shè)航天強國的“問天之路”上，這個具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的航天測控可視化系統(tǒng)平臺，已經(jīng)“嵌入”到我國航天發(fā)射技術(shù)體系中——只要是航天工程，就得用到這套系統(tǒng)。

比如，2021年，我國天舟二號貨運飛船與空間站天和核心艙成功實現(xiàn)自主快速交會對接的時候，這套可視化系統(tǒng)就讓億萬人見證了“太空穿針”的壯舉。

空間交會對接是載人航天工程的三大基本技術(shù)之一，是實現(xiàn)空間站和空間運輸系統(tǒng)的裝配、回收、補給、維修、航天員交換及營救等在軌服務(wù)的先決條件，復(fù)雜度高、精準度高，對自主性和安全性要求都極高。

但在天舟二號與天和核心艙的交會對接中，無論是自主入軌還是交會對接，全程都是沒有人工干預(yù)的“放手不管”。這是因為，地面的控制中心的三維實時航天可視化技術(shù)分秒不停地還原著飛船在太空的實時狀態(tài)，盡管是在每秒8公里速度下進行5毫米精度的對接，也能“盡在掌握”。

從神舟五號到如今的神舟二十號，從嫦娥二號到嫦娥六號，以及天問一號、天問二號，趙正旭團隊已計承擔(dān)國家載人航天工程、探月工程及火星探測任務(wù)等50余次實時可視化飛行控制與指揮任務(wù)，保障了國家航天工程系列任務(wù)的精準實施和圓滿完成，實現(xiàn)了歷次航天任務(wù)“零失誤”。

當(dāng)前，低空經(jīng)濟正大潮洶涌，產(chǎn)業(yè)對測控技術(shù)提出了需求。趙正旭團隊也在致力于讓“上天”的技術(shù)“普適”應(yīng)用。

現(xiàn)在，這支擅長“上天”的團隊正在與青島相關(guān)部門探討合作，希望將航天測控技術(shù)應(yīng)用于低空領(lǐng)域。此外，在海洋監(jiān)測、應(yīng)急指揮、智慧城市建設(shè)、智能港口打造等方面，這套技術(shù)也可以探索普適化應(yīng)用和落地。

今年，趙正旭已經(jīng)65歲了。為航空航天事業(yè)奮斗了大半生，他依舊認為科研是沒有盡頭的。還要聚焦“空天報國”使命、緊扣區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局，建平臺、匯資源、育人才。

依托趙正旭團隊，青島理工大學(xué)牽頭建設(shè)的山東省空間碎片監(jiān)測與低軌衛(wèi)星組網(wǎng)重點實驗室、高端裝備數(shù)字孿生與可視化遙操作山東省工程研究中心等創(chuàng)新平臺，正聯(lián)合頭部企業(yè)突破核心技術(shù)、促進成果轉(zhuǎn)化。

趙正旭帶給學(xué)生的不只是學(xué)習(xí)知識，還能讓他們參與到神舟飛船對接、嫦娥探月、天問探火等國家重大航天工程任務(wù)中。

實驗室定位于服務(wù)國家載人航天、深空探測、空間碎片監(jiān)測預(yù)警和低軌衛(wèi)星組網(wǎng)等工程。

比如，對高速運行的航天器來說，哪怕是指甲蓋大小的太空垃圾、空間碎片都有可能造成殺傷力。盡早發(fā)現(xiàn)、盡快預(yù)測、及時預(yù)警，團隊正對太空10厘米以上的空間小碎片進行監(jiān)測、編號。

工程研究中心則聚焦高端制造與新一代信息技術(shù)的融合，圍繞數(shù)字孿生可視化與遙操作、裝備數(shù)字潤滑運維、裝備智能監(jiān)測與診斷等領(lǐng)域，進行技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)賦能。

從最初的艱難探索到如今的成熟應(yīng)用，從技術(shù)跟跑到全球領(lǐng)跑，趙正旭團隊鑄就了我國航天測控的堅實根基，為中國航天事業(yè)的穩(wěn)步前行提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

他們的付出和成就，不僅在國內(nèi)得到廣泛認可，也在國際航天領(lǐng)域贏得了尊重和贊譽。隨著“青島理工星”一起在浩瀚宇宙中閃耀的，是航天強國建設(shè)中的這股“青島力量”。