文 / VRAR星球 Vivi
5、4、3、2、1，點火！
隨著指令的下達，11月29日晚間11點08分14秒，神州十五號載人飛船成功發(fā)射。
11月30日，神舟十四號航天員乘組與神舟十五號航天員乘組“會師”成功。接下來兩個航天員乘組，將在空間站進行首次在軌輪換。這是中國首次實現空間站三艙三船構型，以及6名航天員同時在軌駐留。
隨著神舟十五號的成功飛天，中國航天人在奔赴星辰大海的漫漫征途上，站上了新的歷史起點。
神州十五號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，（圖片來源于中國載人航天公眾號）
回顧中國的航天事業(yè)歷程，起始于1956年，66年的漫漫長路，從無人飛行到載人飛行，從一人一天到多人多天，從艙內實驗到出倉活動，從單船飛行到組合體穩(wěn)定運行……我國正在一步步的從航天大國邁向航天強國。
VR/AR技術對航天領域的重要性
載人航天可以說是一項高風險、高難度、高成本的任務。因為太空和地球表面的環(huán)境并不相同，地球表面約為1G重力環(huán)境，而太空處于近似真空狀態(tài)。地基模擬載人航天任務的傳統(tǒng)方法，一般是讓操作者在失重飛機或中性浮力水槽中進行操作和訓練，但這存在著造價高昂、不能進行大量人體實驗等缺陷。
美國宇航局高級探索系統(tǒng)分部主任 Jason Crusan 曾經說過，“模擬環(huán)境在航天員訓練中一直很重要。”而VR技術為完成載人航天任務提供了新的方法和新的途徑，VR技術可以為航天員虛擬一個逼真的太空世界，使其能夠仿佛置身于真實的太空環(huán)境當中。
在此次神州十五號航天員訓練中，三名航天員將實施3-4次出艙活動，完成夢天艙擴展泵組和載荷暴露平臺設備安裝等工作。在訓練中，航天員則是使用VR設備模擬出艙工作。
與傳統(tǒng)的技術相比，VR技術能夠節(jié)省經費支出、縮短研制時間，能夠將風險降至最低。并且針對太空可能面臨的各種意外，利用 VR 可以模擬多種情況，比如面對太空失重現象的空間定向訓練，訓練航天員以倒立、側身懸浮等各種不同觀察視角判斷周圍物體方位、自身所處艙段名字等等。
早在今年11月3日，航天發(fā)展就曾在互動平臺表示，“公司下屬航天仿真公司長期聚焦于軍用VR技術的研究和開發(fā)，主要面向院校提供完備的原理教學和流程仿真VR產品、面向科研單位提供高效的需求論證和虛擬樣機VR產品、面向軍方提供先進的虛擬訓練和一體化聯合演訓VR產品?！?/p>
據Analytics Insight報道，2018年全球航空航天和國防工業(yè)AR/VR市場規(guī)模為39億美元，預計至2026年將達到58億美元，預測期內復合年增長率為37.9%。
航空航天和軍事領域的工程師和設計師在平臺和系統(tǒng)開發(fā)的早期階段就意識到了VR/AR技術的實用性，采用VR/AR技術進行原型設計和制造新設備大大加快了設計和開發(fā)過程，并為新產品的開發(fā)節(jié)省時間。
“VR+AR”塑造航天新業(yè)態(tài)
美國宇航局(NASA)作為研發(fā)VR技術的鼻祖之一，早前就曾在官網發(fā)布報道為人們揭秘了在太空中運用VR/AR技術的場景。包括VR/AR設備幫助宇航員適應太空微重力場景，還有宇航員利用VR/AR設備來檢修儀器。
那么，VR/ AR技術在航天領域都為我們帶來了哪些應用呢？
1、VR/AR頭顯幫助宇航員在失重環(huán)境下訓練
研究人員一直關注重力變化如何影響宇航員的信息判斷能力，他們通過VR設備收集宇航員在日常訓練和空間站期間的相關數據信息，以找尋幫助宇航員盡快適應環(huán)境變化的方法，并且通過 VR 設備幫助宇航員在失重的環(huán)境中更好地控制前進的方向。
圖中則是NASA宇航員 Chris Cassidy 佩戴VR頭顯，參與探索失重的狀態(tài)如何影響宇航員的運動、方向和距離感知的研究。
2、AR技術幫助宇航員化身“維修工”
在太空環(huán)境中，如何讓宇航員快速了解每個設備的具體操作，并且完成設備檢修是一項艱巨的任務。隨著VR/AR設備的加入，這一難題有了新的解決方法，讓宇航員和地面人員更好地通過人機交互形式完成操作。
ESA和CNES（法國國家空間研究中心）發(fā)起的一項Pilote計劃，讓宇航員通過VR設備和基于觸覺或者模擬觸摸和運動的界面來測試遠程操作機械臂和航天器，并且優(yōu)化航天器的人體工程學設計。
圖中為ESA宇航員Thomas Pesquet和NASA宇航員Megan McArthur通過一套由ESA實驗研發(fā)的VR裝備，操縱機械臂朝向目標移動。
3、用 VR 見證 NASA 火箭發(fā)射
當美國NASA歷史性的“阿爾忒彌斯1號”（Artemis 1）發(fā)射前往月球時，一項名為“阿爾忒彌斯上升”（ Artemis Ascending）的全新Meta Quest VR體驗將為用戶提供沉浸式的發(fā)射臺視覺，讓人們可以從世界各地360°近距離觀看火箭發(fā)射過程。
該項目旨在讓用戶感受到NASA太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）巨型火箭在其首次執(zhí)行任務——將“獵戶座”飛船送往月球時發(fā)出的轟鳴聲。Felix & Paul Studios公司將把攝像頭裝在火箭發(fā)射臺周圍——這些區(qū)域距離發(fā)射臺太近，人類無法靠近。這意味著，觀看VR直播的用戶將比佛羅里達州NASA肯尼迪航天中心的任何觀眾都要近距離觀看這場發(fā)射過程。
4、VR航天博物館，讓每位參展游客成為“航天員”
近日，中國航天博物館正式開館。航天博物館以沙盤的形式，搭建了長征五號運載火箭轉運發(fā)射模擬平臺，配合大屏演示長五火箭出廠、轉運、發(fā)射各個環(huán)節(jié)，沉浸式體驗火箭發(fā)射現場，感受發(fā)射帶來的震撼。
此外，中國航天博物館還設置了航天服及數字交互系統(tǒng)、中國空間站VR漫游系統(tǒng)、太空生活展（含工作服、可試穿的睡袋等航天員生活用品，太空自行車），為社會公眾提供沉浸式體驗。
5、宇宙AR科普體驗，包含60余顆星球
谷歌和美國宇航局（NASA）合作推出了一系列全新的學習工具，旨在通過網站和新 AR 模型為用戶帶來多種體驗。此次合作將60顆行星、衛(wèi)星和 NASA 航天器的 3D 模型直接帶入了谷歌搜索，用戶瀏覽時無需任何應用程序。
到目前為止，對用戶來說最有趣的是在手機上以AR的方式渲染行星、航天器和衛(wèi)星。谷歌在房間內以3D形式呈現這些對象將變得非常便利。例如，將3D渲染的James Webb太空望遠鏡放在桌子上。
6、VR紀錄片《太空探索者》系列帶來沉浸式宇宙漫游體驗
這部國際空間站VR紀錄片，為全球觀眾創(chuàng)造了前所未有的沉浸式“太空漫游”體驗。太空探索者系列VR紀錄片是在國際空間站外拍攝的，使用的是專門為在復雜的太空條件下使用而設計的獨一無二的3D 360度相機。
該VR紀錄片是沉浸式娛樂工作室Felix&Paul Studios與NASA合作開發(fā)的太空主體系列作品，分為四個部分：Adapt（29分鐘）、Advance（33分鐘）、Unite（35分鐘）和Expand（43分鐘）。在太空探索者系列作品中，VR用戶可深入參觀國際空間站，了解到宇航員團隊的工作內容。
小結
VR/AR技術結合航天領域的特點，獲得了眾多的新功能，有著廣泛的應用和落地前景。但作為新興技術的VR/AR，仍然有許多待開發(fā)的地方，VR/AR 為我們帶來了元宇宙，但這并不是終點，希望在元宇宙的助力下，能夠帶我們去探索更廣闊的宇宙空間。
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