神州十五号升空，和VR/AR有什么关系？

    5、4、3、2、1，点火！
    随着指令的下达，11月29日晚间11点08分14秒，神州十五号载人飞船成功发射。
    11月30日，神舟十四号航天员乘组与神舟十五号航天员乘组“会师”成功。接下来两个航天员乘组，将在空间站进行首次在轨轮换。这是中国首次实现空间站三舱三船构型，以及6名航天员同时在轨驻留。
    随着神舟十五号的成功飞天，中国航天人在奔赴星辰大海的漫漫征途上，站上了新的历史起点。
    
    神州十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射
    （图片来源于中国载人航天公众号）
    回顾中国的航天事业历程，起始于1956年，66年的漫漫长路，从无人飞行到载人飞行，从一人一天到多人多天，从舱内实验到出仓活动，从单船飞行到组合体稳定运行……我国正在一步步的从航天大国迈向航天强国。
    VR／AR技术对航天领域的重要性
    载人航天可以说是一项高风险、高难度、高成本的任务。因为太空和地球表面的环境并不相同，地球表面约为1G重力环境，而太空处于近似真空状态。地基模拟载人航天任务的传统方法，一般是让操作者在失重飞机或中性浮力水槽中进行操作和训练，但这存在着造价高昂、不能进行大量人体实验等缺陷。
    美国宇航局高级探索系统分部主任 Jason Crusan 曾经说过，“模拟环境在航天员训练中一直很重要。”而VR技术为完成载人航天任务提供了新的方法和新的途径，VR技术可以为航天员虚拟一个逼真的太空世界，使其能够仿佛置身于真实的太空环境当中。
    在此次神州十五号航天员训练中，三名航天员将实施3－4次出舱活动，完成梦天舱扩展泵组和载荷暴露平台设备安装等工作。在训练中，航天员则是使用VR设备模拟出舱工作。
    与传统的技术相比，VR技术能够节省经费支出、缩短研制时间，能够将风险降至最低。并且针对太空可能面临的各种意外，利用 VR 可以模拟多种情况，比如面对太空失重现象的空间定向训练，训练航天员以倒立、侧身悬浮等各种不同观察视角判断周围物体方位、自身所处舱段名字等等。
    早在今年11月3日，航天发展就曾在互动平台表示，“公司下属航天仿真公司长期聚焦于军用VR技术的研究和开发，主要面向院校提供完备的原理教学和流程仿真VR产品、面向科研单位提供高效的需求论证和虚拟样机VR产品、面向军方提供先进的虚拟训练和一体化联合演训VR产品。”
    据Analytics Insight报道，2018年全球航空航天和国防工业AR／VR市场规模为39亿美元，预计至2026年将达到58亿美元，预测期内复合年增长率为37．9％。
    航空航天和军事领域的工程师和设计师在平台和系统开发的早期阶段就意识到了VR／AR技术的实用性，采用VR／AR技术进行原型设计和制造新设备大大加快了设计和开发过程，并为新产品的开发节省时间。
    “VR＋AR”塑造航天新业态
    美国宇航局（NASA）作为研发VR技术的鼻祖之一，早前就曾在官网发布报道为人们揭秘了在太空中运用VR／AR技术的场景。包括VR／AR设备帮助宇航员适应太空微重力场景，还有宇航员利用VR／AR设备来检修仪器。
    那么，VR／ AR技术在航天领域都为我们带来了哪些应用呢？
    1
    VR／AR头显帮助宇航员在失重环境下训练
    研究人员一直关注重力变化如何影响宇航员的信息判断能力，他们通过VR设备收集宇航员在日常训练和空间站期间的相关数据信息，以找寻帮助宇航员尽快适应环境变化的方法，并且通过 VR 设备帮助宇航员在失重的环境中更好地控制前进的方向。
    图中则是NASA宇航员 Chris Cassidy 佩戴VR头显，参与探索失重的状态如何影响宇航员的运动、方向和距离感知的研究。
    
    2
    AR技术帮助宇航员化身“维修工”
    在太空环境中，如何让宇航员快速了解每个设备的具体操作，并且完成设备检修是一项艰巨的任务。随着VR／AR设备的加入，这一难题有了新的解决方法，让宇航员和地面人员更好地通过人机交互形式完成操作。
    ESA和CNES（法国国家空间研究中心）发起的一项Pilote计划，让宇航员通过VR设备和基于触觉或者模拟触摸和运动的界面来测试远程操作机械臂和航天器，并且优化航天器的人体工程学设计。
    图中为ESA宇航员Thomas Pesquet和NASA宇航员Megan McArthur通过一套由ESA实验研发的VR装备，操纵机械臂朝向目标移动。
    
    3
    用 VR 见证 NASA 火箭发射
    当美国NASA历史性的“阿尔忒弥斯1号”（Artemis 1）发射前往月球时，一项名为“阿尔忒弥斯上升”（ Artemis Ascending）的全新Meta Quest VR体验将为用户提供沉浸式的发射台视觉，让人们可以从世界各地360°近距离观看火箭发射过程。
    该项目旨在让用户感受到NASA太空发射系统（SLS）巨型火箭在其首次执行任务——将“猎户座”飞船送往月球时发出的轰鸣声。Felix ＆ Paul Studios公司将把摄像头装在火箭发射台周围——这些区域距离发射台太近，人类无法靠近。这意味着，观看VR直播的用户将比佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的任何观众都要近距离观看这场发射过程。
    4
    VR航天博物馆，让每位参展游客成为
    “航天员”
    近日，中国航天博物馆正式开馆。航天博物馆以沙盘的形式，搭建了长征五号运载火箭转运发射模拟平台，配合大屏演示长五火箭出厂、转运、发射各个环节，沉浸式体验火箭发射现场，感受发射带来的震撼。
    此外，中国航天博物馆还设置了航天服及数字交互系统、中国空间站VR漫游系统、太空生活展（含工作服、可试穿的睡袋等航天员生活用品，太空自行车），为社会公众提供沉浸式体验。
    
    5
    宇宙AR科普体验，包含60余颗星球
    谷歌和美国宇航局（NASA）合作推出了一系列全新的学习工具，旨在通过网站和新 AR 模型为用户带来多种体验。此次合作将60颗行星、卫星和 NASA 航天器的 3D 模型直接带入了谷歌搜索，用户浏览时无需任何应用程序。
    到目前为止，对用户来说最有趣的是在手机上以AR的方式渲染行星、航天器和卫星。谷歌在房间内以3D形式呈现这些对象将变得非常便利。例如，将3D渲染的James Webb太空望远镜放在桌子上。
    6
    VR纪录片《太空探索者》系列带来沉浸式
    宇宙漫游体验
    这部国际空间站VR纪录片，为全球观众创造了前所未有的沉浸式“太空漫游”体验。太空探索者系列VR纪录片是在国际空间站外拍摄的，使用的是专门为在复杂的太空条件下使用而设计的独一无二的3D 360度相机。
    该VR纪录片是沉浸式娱乐工作室Felix＆Paul Studios与NASA合作开发的太空主体系列作品，分为四个部分：Adapt（29分钟）、Advance（33分钟）、Unite（35分钟）和Expand（43分钟）。在太空探索者系列作品中，VR用户可深入参观国际空间站，了解到宇航员团队的工作内容。
    
    小结
    VR／AR技术结合航天领域的特点，获得了众多的新功能，有着广泛的应用和落地前景。但作为新兴技术的VR／AR，仍然有许多待开发的地方，VR／AR 为我们带来了元宇宙，但这并不是终点，希望在元宇宙的助力下，能够带我们去探索更广阔的宇宙空间。
    文／Vivi