湖南湘江新区城市馆展品故事汇③：天宫来电

湘江早报全媒体记者 尹婷

【故事主角】

空间站智能显示器，由长沙湘计海盾科技有限公司（以下简称“湘计海盾”）研制，中国空间站常驻嘉宾。肩负航天器运行参数、环境参数、保障系统的参数显示及舱内外视频监控以及来访飞行器的信息监控等功能，不仅抗辐照、低功耗，还能电容触控、语音交互，在空间站核心舱、问天舱、梦天舱中均有使用，在天地通话、天宫课堂等发挥重要作用，被网友亲切地称呼为既坚实可靠又多元智能的航天网红产品。

9月21日下午，在北京、内蒙古阿拉善盟、陕西延安、安徽桐城及浙江宁波的5个地面课堂教室内，约2800名学生代表兴奋地等待着一则来自天宫空间站的视频通话。

如今，在没有手机的太空，航天员也可以轻松实现和地面进行画面清晰、信号稳定的视频通话及其他互动交流。除了天链中继卫星等设备的强力支持，空间站内的显示设备为航天员的在轨工作及智能高效的交互活动提供了重要的硬件支撑。

相比日常的显示设备，这款用于太空中的智能显示设备有何特别之处？今天我们开讲空间站智能显示器的故事。

破解真空考验

在湖南湘江新区城市馆奔赴“星辰大海”主题展区，一台形如普通台式电脑的黑色显示屏静静陈列着。而在距地面400公里外的中国天宫空间站内，正是这样的黑色显示屏，密集显示着空间站各舱段参数及舱内外视频监控数据，智能高效地完成航天员在轨工作的各项指令。

这是专为空间站应用需求定制的智能显示器。别看它外表平平，作为中国空间站的常驻嘉宾，它拥有3年的太空遨游史，持续为空间站稳定运行和航天员在轨工作与娱乐提供着重要的硬件支撑。

“空间站是一个复杂的系统工程，智能显示器的研发也是一个复杂的系统工程，包含力学、热学、电磁学、电学、空间环境、航天员人因工程等复杂的交叉学科。”湘计海盾航天产品技术负责人熊奇欢如此讲述。

太空环境复杂，显示设备也必须经得起真空环境下的考验。为了设计出满足空间站应用需求且能克服真空环境强辐射等不利因素的显示设备，熊奇欢团队绞尽脑汁，反复修改设计图纸，历时三年才最终确定设计方案。然而在验证阶段时，担心的事情还是发生了。

2016年，熊奇欢团队对研制出来的样机开展空间环境可靠性设计和验证。在模拟真空环境的热真空实验箱里，21.5英寸的黑色显示屏瞬间在外界环境力下发生扭曲变形，液晶屏在真空气压的挤压拉扯下，瞬间黑屏且无法修复。看着眼前这一试验结果，熊奇欢团队陷入了沉思。为什么会出现这样的问题？当下谁也没能作答，因为此前大家并没有研制这种航天产品的经验。

当晚，湘计海盾召开紧急会议，各个专业负责人及显示屏专家连夜对问题进行分析定位，制定优化措施。第二天，公司成立专项技术攻关小组，决定采用多层贴合工艺对显示设备进行加固处理。并且，在材料方面也作了特殊考量。

湘计海盾航天研发团队负责人赵鹏介绍，用于空间站的显示屏面临的最大考验就是航天器发射过程中产生的剧烈震动和冲击。此外，太空中有很强的空间辐射，这是一个持续累加的过程，即便核心舱舱体阻挡大部分辐射，普通电子设备的芯片也会被少量辐射损坏。种种因素叠加，显示设备要考虑抗辐照、耗电、续航等多方面的严苛要求。赵鹏以材料为例，称只有经过原子能轰击测试成功的抗辐射材料才能采用。同时，材料的导热性要好，万一出现真空的极端环境，少了空气对流散热，要能把热量有效导到核心舱舱体，再由舱体导到太空中。

在一次次的试验中，扭曲变形、屏幕气泡等问题逐步被解决。看着这款大尺寸显示屏在真空环境中良好运转，研发人员终于松了一口气。2021年4月29日，中国空间站的天和核心舱由长征五号B遥二运载火箭搭载成功发射，由湘计海盾研制的空间站智能显示器也由此开始了它的太空首秀，开启了航天显示设备的国产之路。

逐梦深邃太空

操作这款智能显示器界面，各个舱段的状态数据一眼可览，报警驱动、流媒体及视频播放、指令发送等各项功能齐全。其中，天地交互功能最为引人关注。从2021年的“天宫课堂”第一课，到今年9月，神舟十六号航天员在梦天实验舱带来“天宫课堂”第四课，天地交互的功能应用愈发成熟。

天地间实时通话，需要空间站、天链中继卫星和地面站三者的共同参与。除此之外，要保证画面高清稳定，显示设备本身也得经得起天地间的种种考验。为了减轻大量视频数据在天地间的传输压力，熊奇欢团队在现有硬软件平台上优化了视频编解码技术，降低了传输带宽，并且不影响视频的清晰度，保障了天地间的高清视频通话。

为了让显示设备操作更简洁、高效，如今天和核心舱内的液晶仪表显示、信息指令等控制设备都有着全新一代空间站人机交互系统，配备了输入设备键盘、鼠标、语音输入模块等，特别是在航天上首次使用了触摸屏，在实现高清显示的同时，可用“手划”的方式来完成相应指令；同时，智能显示器还有语音交互功能，航天员可通过语音方式切换显示页面及通过语音与地面进行交流沟通。

熊奇欢介绍，智能显示器的人机交互体验有了质的飞跃。航天员可以像使用平板电脑一样使用智能显示器，不仅可以通过触控、语音控制完成指令，工作之外，还能通过搜索网络资源，完全满足在轨期间的看电影、看短视频、看资讯、听网络歌曲等娱乐生活。

“中华民族是勇于创新的民族。我们研制的宇航产品会伴随着航天员的脚步迈向深空。”熊奇欢介绍，湘计海盾有着40余年的特种显示研制经验以及近20年宇航人机交互设备研制经验。当前，团队还承担着载人探月工程相关产品的研制任务，在空间站系统经验的积累和技术创新下，我国自主研发的宇航产品将逐步用在载人登月等任务中。“我们的目标就是哪里有中国航天员的足迹，哪里就有湘计海盾的产品。希望湘计海盾的产品走向更深邃的太空。”熊奇欢表示。

【故事背景】

一段研发史，一部发展史。

作为人类探索太空的前哨站，属于中国的天宫空间站在2012年完成立项综合论证并转入方案设计阶段，与此同时，新区企业湘计海盾承担了空间站各舱段显示设备的研制工作，随着该智能显示器的太空首秀，航天显示产品从国外进口加速向国产化演进。

不仅限于显示设备，近些年来，遥感卫星、星载天线等各类国产航天产品不再稀奇，来自新区的航天故事也越来越多。“海丝一号”SAR 遥感卫星、天问火星探测车、嫦娥一号……漫步在新区城市馆的主题展区内，湖南湘江新区航空航天产业发展的强劲脉搏越发清晰。

除湘计海盾，新区汇集了填补国内商业卫星核心零部件技术空白的湖南揽月机电，担当神舟系列载人飞船顺利升空的“最强大脑”麒麟信安操作系统，创造载人航天等特种计算与信息技术领域多项“中国第一”的湖南航天捷诚等多家领军企业。目前湖南湘江新区拥有航空航天及北斗相关企事业单位近300家，产业规模达200亿元;产业链有上市公司5家，国家级和省级“专精特新”小巨人企业近30家。2023年上半年，产业链产值增速逾20%。

从一张张设计图纸到样机试验，属于新区的航天梦想正一步步走进现实。