设计运载火箭、卫星、飞船、空间站等的升空返回、轨道运行、交会对接等，都离不开航天任务设计工业软件。

在ac米兰官网中文网站空天科学学院，有一支载人航天技术团队，深耕航天任务设计工业软件多年，在成果积累的基础上，集中攻关5年多，自主研制出航天任务工具箱ATK（Aerospace Tool Kit）3.0版，于去年11月正式对外发布，有效解决了我国航天领域近20年的关键技术难题。

一年来，“ATK3.0”已进化为“ATK4.0”，并于今年12月中旬顺利通过载人航天工程办公室验收，实现了“更高精度”“更快速度”“更强功能”。这一年，团队经历了紧张、焦灼与“鏖战”，也体验了突破、成长和喜悦，用“担当”扛住所有压力，书写了圆满的年度答卷。

扛起应急任务

11月25日12时11分，神舟二十二号飞船顺利升空，这场举国关注的航天事件告一段落。

回想最初看到“神舟二十号返回舱舷窗出现裂纹”的新闻报道时，空天科学学院硕士研究生商铭彦没想到，自己即将与这件事联系起来。

11月上旬的一天，导师杨震教授喊他和谢聪博士“来一趟办公室”。

“我们要用ATK软件保障神舟二十二号发射任务，你们现在就启程去北京。”

时间已是中午十二点多，导师的语气坚定而急促，他们意识到任务的急迫性。

杨震交代了工作要点，随后又叮嘱他们:“记得备上棉衣和换洗衣物，那边天气冷，还不确定什么时候回来。”

两人订了最近一班高铁，跑回宿舍简单收拾行李就出发了，当晚十一点到达北京西站，凌晨一点赶到北京航天城附近的酒店。

按照计划，神舟二十二号飞船原本定在明年发射， ATK软件需提前几个月开始保障任务规划，而这次临时发射大大缩短了时间线。

商铭彦和谢聪来不及细想，约好了第二天七点钟去航天城，他们赶紧躺下休息。

没想到，这样的作息一直持续了近10天。

任务的目标是“百分之百成功”，ATK是求取方案最优解的一项工具。

那段日子，任务保障人员预想了可能出现的各种情况，把这些数据交给商铭彦和谢聪，利用ATK软件搭建仿真场景，再分析结果。

这项工作，对于常年在工程项目里‘摔打’的两人来说并不陌生。“用户有需求，我们都会第一时间处理，这也是检验软件的机会，为下一步优化提供思路。”

每天早上七点，他们开始收集各项数据，常常工作到晚上十一点才回酒店。“所有数据输入完毕，软件跑一晚上，我们第二天一早来看结果。”商铭彦介绍，如果结果不理想，就再重来一次。

最初几天，他们一直重复这项工作，每一次不理想的结果，也是排除隐患的过程，直到大家共同找到最优解。

神舟二十二号飞船顺利升空，验证了ATK的实力。

多年来，像这样处置突发任务的情况并不少见，团队师生临时出差是常态。

北京、西安、酒泉……杨震历数团队师生的足迹，从决定集中攻关自主研制一款航天任务设计工业软件开始，他们就成了各航天工业部门和科研院所的常客，从需求调研，到应用中的问题处置，5年多的时间里，他们收集了上千条意见建议，让软件变得越来越好用，与此同时，也收获了不少用户单位的好评。

“好软件是用出来的。ATK未来要和更多、更大应用场景结合，通过强化应用来促进迭代升级。”杨震说。

直面“推倒重来”

去年11月，“ATK3.0”版本正式发布，迎来了大量用户。

随着使用范围扩大，用户反馈问题集中在“可见性覆盖与分析的精度和效率”方面。

“一开始，大家针对具体问题进行修补和优化，次数多了，发现目前的功能框架内，一直无法实现精度与效率最高。”团队成员郭帅教员说。

这一发现简直是“致命的”。

今年1月初，团队全体成员开了一次碰头会。

“是继续修补还是推倒重来？”大家展开讨论。

“这是整个软件架构中非常基础的功能模块，重来意味着放弃之前的很多积累。”“现有框架内是不是还有更好的优化方案……”

“还是推倒重来吧！”讨论不休的节骨眼上，团队带头人罗亚中教授定下了解决方案。“我们要对用户负责，既然当年有勇气开始，现在就有勇气重来！”

“难度有多大？”笔者问道。

团队成员王华副研究员形象地解释：“就像我们驾着一辆马车去目的地，为了更快到达，一直在寻找更快的马，但从没想过更换‘驱动方式’——去乘汽车，推倒重来就相当于设计一款全新的‘驱动’。”

与此同时，用户单位的需求也要兼顾保障，团队为这次“重来”定下了“时间后墙”——10个月。“一定要在10个月内完成，否则会影响用户使用。”郭帅说。

教员们确定了整体的思路和方向，将任务分解下来，博士研究生肖瑶负责设计基础框架，其他师生在框架的基础上开展设计。

“时间线一次又一次提前，哭过、崩溃过，最终大家仅用3个月就顺利完成了，没想到我们的战斗力这么强。”肖瑶笑着说，回想这3个月，她与团队一起“过关斩将”解决了很多问题，连心理素质都变得更强了。

更大的“回报”还在后面，今年上半年，肖瑶因在项目中表现出色获得学校自主创新基金博才项目，全校仅10名博士研究生获此项资助。

“在我们团队，研究生一进门就在国家重大工程项目里磨炼，这是快速提升能力和素质的最有效方法。”郭帅说。

团队为这款“换了驱动”的软件定名为“ATK3.5版本”，今年4月份在ATK首届用户大会上正式对外发布，可见性覆盖与分析的“精度”和“效率”大幅提升，有效满足了用户的使用需求。

走稳攻坚之路

在空天科学学院4楼的机房，笔者见识了ATK的威力。

打开界面，可以看到软件功能涵盖航天任务分析与设计的多个方面。操作者在电脑屏幕上，点击、拖动鼠标就能在深蓝色的深空背景下勾画航天任务轨迹曲线；鼠标、键盘结合运用，能构建近地、地月、深空等复杂航天任务仿真场景；软件有插件可视化技术，支持加载数字地球、海量目标模型，可以实现大到太阳系、小到单颗卫星的跨尺度场景高效显示，让人感觉“坐在机房，置身太空”。

王华介绍，软件已具备较为全面实现航天任务分析与设计的能力。以载人航天空间站与飞船交会对接任务为例，前些年完成一次交会对接任务，团队要投入大量精力研发专用的规划软件，现在运用“ATK4.0”，几分钟就可以完成。结合航天领域最新发展动态，“ATK4.0”还打造了碰撞预警与规避、偏差分析、高级星座设计等特色功能模块，还具备很强的拓展提升潜能。

读书时期，王华就在团队研发航天任务软件。“每保障一次任务，就专门研发一款软件，耗时耗力。”

团队时任带头人唐国金教授很早就萌生了研发一款通用软件的想法，能适用所有航天任务场景。同时，还能解决关键核心技术难题。多年来，团队一直进行技术积累，回望这条攻坚之路，他们走了近30年。

“ATK具备更为贴近用户需求以及与国产软硬件环境高度适配的优势。”杨震介绍，随着目前用户单位国产化步伐的推进，ATK不断加快优化升级成为必然，这也让团队的使命感更重。

目前，“ATK4.0”已拥有270余家单位、3500余名使用用户，在载人月球探测、神舟、天舟等重要航天任务中发挥作用。在全国41所高校的航天任务设计教学工作中，ATK软件受到师生广泛认可。

今年7月，在第十五届全国周培源大学生力学竞赛中，新增了空间轨道设计团体赛，ATK软件展现出诸多解题优越性。

“软件方便绘图，可以直观展示结果，二次开发功能丰富，接口便捷，可以灵活支撑优化框架。”“软件功能全面，能够较好满足航天器轨道设计中的各种需求……”冠军清华大学团队和亚军北京理工大学团队的成员纷纷感言。

“有了这款软件，空间轨道设计并非航天人的专属。”南昌大学团队获得二等奖，5名队员和3名指导老师在该领域完全是“小白”，“借助‘ATK’软件，短时间内为我们建立了从门外汉到实操者的桥梁。”指导老师廖宝鹏赞不绝口。

罗亚中说，接下来，研发团队将进一步丰富“ATK4.0”软件功能，构建多软件互联、云服务等产品体系和软件生态，开发更多智能服务，加大工程实践推广应用，以创新驱动开拓中国航天工业软件自主发展新局面。