辣评-weekly：中国空间站构型：简洁不仅美，而且更安全；中国空间站飞过天安门，附拍摄教程；从美国公司视角看中国制造的竞争力

构型，是指物体以特定的形式、图案或组合构成某事物。这个自然科学和社会科学里的概念投射至航天领域，特指航天器的形状与结构型式。中国空间站为什么长成这样，T字构型中蕴藏了哪些科学、技术与工程原理？驱动这个庞然大物的设计思想和使命又是什么？

发射段，运载火箭通常以整流罩对航天器进行防护。在整流罩圆锥加圆柱形的空间约束下，航天器的发射状态是相似的。

在轨飞行段，没有了大气，航天器的各种设备就可以根据工作需要伸展开来，航天器也因此“大相径庭”。但有一点是相通的：为了使航天器易于运动控制，构型要保证主结构和质量分布尽量对称、紧凑，以获得好的质量特性。

到了着陆段，情况就不一样了。对于地球、火星这样拥有大气层的星球，气动控制、防热等“刚需”决定了着陆飞行器长得比较像，比如神舟飞船和嫦娥返回器这样典型的钟罩加球形底构型。而对于月球这样没有大气层的星球，仍然可以像“嫦娥”着陆器、“阿波罗”登月舱那样，根据各自功能需求进行有棱有角的个性化设计。

航天器是要上天干活的，它所承担的任务很大程度上决定了它的构型。

三舱还是两舱、各舱占比多少，都取决于飞船的功能和性能要求；舱段布局，同样体现了载人航天的设计思想。

天线、帆板、敏感器等重要设备，需要视场无遮挡。因此，在航天器的构型设计中，这些设备应当被布局在航天器几何外形的端部或者其他对天、对地、对目标可视、无遮挡的部位，以便于设备的展开及工作。这是对航天器构型的硬约束。

载人航天器还要为航天员和大型设备创造好的工作条件。因此，空间站上的密封舱通常采用大尺寸圆柱形作为主体构型，好为航天员提供尽可能大的有效活动空间，也可容纳大型试验设备。

空间站由多个飞行器或结构件拼接而成，既要设计单个飞行器的构型，又要统筹在轨组合的整体构型；既充分考虑站本身，还要顾及来访飞行器各种可能的对接形式。

中国空间站以三舱段组合形成基本构型。从各舱段到组合体，它们的“模样”都是系统功能驱动的结果：每个舱段构型设计必须满足发射和独立在轨飞行的要求，组合体则要作为完整系统形成有利于在轨长期工作的构型，并要有可行的组装手段。

由于我国空间站采用运载火箭发射各舱段入轨、上天后交会对接的建设方式，整体构型仍然得在“以节点舱为球心的辐射状”构型上做文章。但我们没有走和平号的老路，而是设计了中国特色的T字型。

三舱布于同一平面，形成T字；两个尺寸、质量特性大体一致的实验舱对向布置，形成T字的一横；利用每个实验舱自身近20米长的结构，结合各自资源舱末端配置的双自由度太阳翼驱动机构，两对大型太阳翼成为T字一横远端的两个“大风车”，不管空间站以何种姿势飞行，都能照上太阳从而获得高效的发电效果；两个实验舱的气闸舱分别位于T字一横的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不影响其他密封舱段构成连贯空间，保证了安全性。

作为T字那一竖的核心舱，在这个对称关系中仍然保持着前、后、下三向对接的能力。后向对接货运飞船，使得组合体可以直接利用货运飞船的发动机进行轨道机动；前向、径向两个对接口不仅可以接纳两艘载人飞船实现轮换，而且保持正常三轴稳定对地姿态时两对接口都在轨道平面内，即可让载人飞船在轨道面内沿飞行方向和沿轨道半径方向直接对接，无需对接后再转换对接口。

对于航天任务流程而言，简洁不仅美，更是安全。

像所有航天器、以及在地球上工作的设备和系统一样，中国空间站的构型是设计出来的。设计，意味着它承载了特定的功能和使命，意味着它是在特定的众多约束条件下取得的优化解，意味着它凝聚了航天设计师在现有条件下创造最大价值的智慧。

当然，空间站的构型并非一成不变，而是在空间、时间两个维度上动态发展：实验舱I对接上核心舱之初，两舱空间站将呈大一字构型；实验舱I转位而实验舱II尚未对接时，两舱空间站为L构型；实验舱II刚对接上未转位时，三舱空间站是横向且不对称的T字形……除去这些在建设过程中出现的临时构型，中国空间站未来还可能在机械臂的辅助下进行扩展舱段的组装，进而形成十字形、干字形等扩展构型。

人类空间站发展已历四代。什么才是更好、更强大的空间站？简单比较没有意义，也没有标准答案。基于当代的科学技术，满足自身需求、契合自身能力，够用、好用、安全、高效的空间站，就是我们中国人自主设计、正在建设的空间站。

当空中的遥感卫星获取了地球数字影像，并传回地面，是否工作就结束了？答案显然是否定的，相反，这正是遥感数字图像处理工作的开始。

遥感影像处理，是利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列操作的过程。

遥感影像中包含着很多信息，通过数字化（成像系统的采样和量化、数字存储）后，才能有效地进行信息分析和内容提取。在此基础上，对影像数据进行处理“再加工”，如校正图形对齐坐标、增强地物轮廓，能够极大地提升图像处理的精度和信息提取的效率，这个过程都可以称为“遥感数字图像处理”。

因为遥感卫星在高空“作业”，其成像环境复杂程度远远超越我们日常地面的拍照环境，会遇到传感器不稳定，地球曲率、大气条件、光照变化、地形变化等系统与非系统因素造成的图形几何变形、失真、模糊、噪点等。遥感数据中心对图像进行去除条带、几何粗校正等初步处理，数据到达各终端用户手中时，还需要对数据做进一步的精细处理，使其更加接近真实世界的实体空间环境与坐标，并根据其自身业务分析目标，进行专业处理，为接下来的遥感影像分析、解译、业务应用做好准备。

总的来说，遥感影像处理的主要目标为以下三点：

图像校正：恢复、复原图像。在进行信息提取前，必须对遥感图像进行校正处理，以使影像能够正确地反映实际地物信息或物理过程。

图像增强：压抑或去除图像噪声。为使遥感图像所包含的地物信息可读性更强，感兴趣目标更突出、容易理解和判读，需要对整体图像或特定地物信息进行增强处理。

信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定不同地物信息的提取规则，在此基础上，利用该规则从校正后的遥感数据中提取各种有用的地物信息。

遥感数据处理更像是生产制造中的“原材料粗加工”环节，也是遥感影像数据智能应用和业务融合的前序手段，从前文的介绍来看，其过程也是较为复杂和专业的。

作为对地观测和遥感产业化的重要组成部分，位于产业中下游的遥感数据处理，也受到了大数据时代的冲击，正在响应这一趋势并发生变革，走向实时化、标准化、规模化、自动化。

在企业数字化转型中，人们常说的一句话是，所有传统产业都值得用数字化再做一遍，在传统的数据生产、信息服务产业也是如此，其模式和流程都值得用算法和AI再做一遍。

当算法与人工智能逐步渗透遥感数据处理这个环节，能够解决遥感产业数据生产服务中的很多难题，例如数据分发周期与链路长，处理环节多，海量数据处理的精准、一致性等问题，这我们可以将其视为“自动化批量处理”。

当中游算法引擎解决了数据服务和数据计算效率和自动化流程的问题后，下游也将出现更多适用于各种垂直细分场景的精细化应用数据产品，而在以上介绍的遥感影像信息提取环节，有了AI和算法的参与，也出现很多高效的自动化功能，如目标识别、地物提取、地物分类、变化检测等，逐步帮助人类提高解译的效率，形成遥感产业下游的“智能化信息挖掘”机制。

我们可以看到，从遥感数据获取源头，到数据处理，到终端应用，其效率与底层数据模式密不可分，在卫星互联网和对地观测星座逐步构建成型的趋势下，只有将数据的获取、处理和共享流程标准化，大规模、自动化、流水化的遥感产业才能更好地地为政企数字化转型发挥动能，也真正地迎来时空大数据时代。

那么我们要怎么拍呢？

近期，我国感兴趣的公众可使用“天文通”“简单夜空”等微信小程序或专业App查看自己所在地中国空间站过境的时间、方位角和亮度等信息，选择其中高度适宜、亮度较高的过境机会来观测。

在掌握相应的拍摄技巧后，用手机就能轻松拍到中国空间站的过境过程。当过境开始时，中国空间站会慢慢出现，随着反射角度的改变，它的亮度会逐渐增加。用肉眼看到夜空中快速移动的中国空间站后，就可以迅速将它置于镜头之中，采用视频录制即可。

拍照片的话，需要遵循低感光度、慢速曝光的原则，镜头视角尽量覆盖过境全过程，连续拍摄。拍完后，用电脑修图软件将照片批量处理后再堆栈叠加在一起，就能得到一张完整的过境照片。

你，学会了吗？

定于10月31日升空的"Crew-3"任务是SpaceX龙飞船的第五次载人飞行，也是根据美国宇航局的合同进行的第三次正式机组人员轮换飞行。

查里，空军战斗机飞行员，第一次太空飞行，指挥本次任务。马什本将继此前在航天飞机和俄罗斯联盟飞船上发射之后的第三次太空之旅。NASA宇航员新秀凯拉·巴伦和欧洲航天局任务专家马蒂亚斯·莫雷尔，也是他的第一次太空之旅。

查里和他的宇航员机组将取代4月份抵达空间站的4人Crew-2乘员组。他们计划于11月初乘SpaceX的龙飞船返回地球。

反观波音的星际线载人飞船，2019年的第一次无人试飞遭遇软件故障（波音承认Starliner载人飞船存在致命软件缺陷），2021年再次尝试无人试飞，发射前一刻发现燃料阀门问题导致发射再度无限期推迟，波音可能因为其载人飞船的一再延误面临1.85亿美元的额外损失。

波音表示，将在三季度收益中支付1.85亿美元为星际线飞船OFT-2任务延迟造成的损失买单。这样，自2019年以来波音已经为星际飞船额外支付了5.95亿美元。

波音与NASA签订了一项42亿美元的合同，开发商业载人飞船。这个合同是固定价格，任何其他因素造成的损失将由承包商负担。相比之下，SpaceX仅从NASA 取得了26亿美元的合同。

2018年8月20-27日，美国USTR贸易代表办公室举办了听证会，就准备对中国出口美国商品进一步加征关税听取美国各行业代表的意见，注意这个听证会是支持和反对的意见都可以提的，只是要说明理由是什么，很有意思的是，358名美国各行业代表公司出席会议，有95%表示反对加征关税。

发言记录翻译如下：

1、Master Brand Cabinets：

我们有1.1万名员工依靠国际供应链生存，中国目前是唯一既有产能又有很强制造工艺的国家。美国的制造商工人不具备这样的技艺，而且也不想学（估计是因为要求很精细）。

2、Homewerks worldwide：

我们公司只有60个人，不可能自己搞制造。我们考察了很多印尼的工厂，但是他们没有一家能够达到我们的技术规格要求。意大利手工技术倒是够强，但是他们根本不愿意承接中国的落后产能。所以我们目前暂时找不到中国的替代国。

3、美国International housewares  association：

中国以外不仅没有替代来源，而且也根本没有人在这方面投资（因为竞争不过中国）；而且从开始投资建厂到正式运营需要2年的时间。

4、美国Broan-NuTone：

我们公司有1000名员工，从中国买的是低功率电机，这个本来就是老技术，对美国不构成威胁，而且该种产品目前在中国以外找不到替代来源。

5、Max Home：

如果征收关税，那么我们认为美国的工厂会搬到墨西哥，因为可以把中国产品从墨西哥进口到美国，反正从墨西哥进口中国产品是tax free的。

6、Moen：

我们是做水管的，目前只有中国有足够的设备和人工来进行生产，我们虽然在研究从中国以外的国家采购，但是目前为止还没有找到任何一家合适的。

7、iRobot：

我们目前在尝试从别的渠道采购中国零部件的替代品，但是价格都明显高出中国制造的零部件。

8、47 Brand, LLC：

我们用了十年的时间才把公司的运营和生产转移到海外，如果现在要转移回美国的话，也需要同样长的时间。

9、Dagne Dover：

我们首先尝试过产品在越南进行制造，但是最终发现中国工厂具备更高的工艺技术（skill）和更完备的供应链。

10、Leather Miracles,LLC：

我们已经看过很多地方（looked many places）,但是中国工人更加优秀，我们的第二，第三，第四选择即使加起来也没办法和中国工人比。

11、5N Plus  Semiconductors：

给美国卫星供应产品，该公司是仅有的两家认证供应商，提到其需要的材料，中国供应了全球的65%，处于垄断地位（笔者猜测他说的material应该是指稀土）。

12、Transdesic International,Inc.：

我们从中国进口水泥，需要的某种水泥全世界只有中国在生产。而且水泥产品美国国内的生产金额只有5亿美元，我们从中国进口2.4亿美元补充，更重要的是，中国政府压根对水泥产业并不是很看重了，本来就是要清退产能，提高关税是帮助中国加速淘汰落后产能。

13、Personal Care  Products Council：

大量从中国出口到美国的医疗产品并不是中国公司生产的，没有必要征税。

 14、Mitsubishi Chemical  America：（大名鼎鼎的三菱化学美国公司）

三菱化学强调，我们在美国有20个分支机构，雇佣了24000名美国员工，尤其是主要的田纳西工厂，我们支付给工人的平均工资高达6.5万美元。

我们没有办法在中国以外找到同等产能和质量的供应来源，如果征税25%，那么我们只能选择自行支付关税。另外我们从中国进口化学材料已经四年了，从未有任何IP（知识产权）被盗的情况。

如果征税我们只能选择自行吸收关税，另外这是逼迫我们将美国工厂转移到中国。

15、RV Industry Association、：

该行业协会的企业会员生产了美国98%的拖车（trailer），中国供应商响应速度极快，从订单到完成生产只需要3个星期，但是美国国内的供应商需要8-9个星期。

16、Motor& Equipment  Manufacturers Association：

马达和设备制造协会说，很多企业和中国供应商是签订的长期合同，没有办法撤销，如果征收关税那么只能自己支付。

 17、Arrowhead Engineered  Products：

这家公司设计和生产弓箭的箭头，70%的产品在中国制造，由于具有对客户的危险性，因此供应商并不能随便更换。

18、Newpark Drilling  Fluids, LLC：

钻井用的泥浆（drilling fluid），中国生产了全球42%，印度生产了18%，摩洛哥生产12%，墨西哥生产了4%，别的国家在产能上无法替代中国，而且质量上也需要考虑。

19、Petroleum Equipment  and Services Association：

美国石油设备和服务协会说，由于石油生产设备非常复杂，因此寻找其他供应商需要很长的时间，如果征税那么我们只能自己承担费用。

……

当然还是有部分美国公司支持对中国征税，例如美国AltaForest product公司就支持对中国征税，原因很简单，该公司的原料（木材）主要从北美采购，而来自中国的进口在猛增，从2014年的92个集装箱增长到2017年的293个集装箱。

从以上可以看出，只要你市场竞争力强，包括产能、货期、价格、品质、技术、定制等各方面有自己的优势，客户一样是对你有很强的依赖性的，贸易的依赖往往并不是单方面的。

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