空間站夢天實驗艙自10月31日成功發(fā)射并與核心艙完成對接以來,目前已在軌穩(wěn)定運行近一個月。“解碼夢天”帶你了解高效智能的“隨船秘書”。
(資料圖片僅供參考)
“隨船秘書”,身份從何來?
三十年前,中國載人航天工程正式立項實施。研制團隊接到的首個任務(wù)就是研制神舟飛船的“隨船秘書”——系統(tǒng)控制器與多功能顯示器。二者的組合將建立航天員與飛船互動的人機界面,通過無人驗證,到最終載人飛行時直接輔助航天員完成空間試驗、出艙、對接等飛船任務(wù),是一個起點高、技術(shù)難度大、涉及多學科的綜合電子應(yīng)用系統(tǒng)。
神舟系列飛船上所有分系統(tǒng)的參數(shù)內(nèi)容都要通過數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到飛船儀表上顯示, “隨船秘書”能夠?qū)?fù)雜的參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楹教靻T可以掌握的直觀數(shù)值,是與航天員直接實現(xiàn)交互的重要系統(tǒng)。具體來說,當飛船各分系統(tǒng)開始運行時,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會匯集到數(shù)管分系統(tǒng),智能管理員對數(shù)據(jù)進行匯總,轉(zhuǎn)換為航天員可以直觀識別和操作的內(nèi)容,并在儀表上顯示出來。這樣,航天員通過飛船上的儀表就能直觀地了解與飛船有關(guān)的所有參數(shù),時刻掌握飛船各部分的運行狀態(tài)。
此外,“隨船秘書”能提供顯示飛船各部分情況,以及顯示世界地圖、航天員身體情況等相關(guān)內(nèi)容的頁面,它采用了獨特的圖形顯示技術(shù),通過文字、圖形、動畫的方式顯示出飛船軌跡、姿態(tài)、飛行狀態(tài)以及各分系統(tǒng)信息。這種獨特的圖形顯示技術(shù),不僅能得到新穎的儀表控制器顯示效果,還實現(xiàn)了儀表中的圖形、文字的處理與顯示的空間智能化,為航天員執(zhí)行任務(wù)提供了清晰、直觀、舒適的顯示界面。
2003年,神舟五號飛船要實現(xiàn)首次載人飛行,“隨船秘書”要真正和航天員一起執(zhí)行任務(wù)。整個飛船系統(tǒng)高度重視航天員在執(zhí)行任務(wù)期間的生命安全,對產(chǎn)品的安全性、可靠性提出了近乎苛刻的要求。為保證系統(tǒng)控制器與多功能顯示器軟件的可靠性,顯示的每一個數(shù)據(jù)都要準確無誤;為給航天員提供更友善的人機界面,設(shè)計師們克服非典疫情影響,迎難而上,按照更為嚴格的要求對軟件進行了細致的優(yōu)化測試和聯(lián)試工作。
早期系統(tǒng)控制器和多功能顯示器研制現(xiàn)場
“隨船秘書”,邁向更大“舞臺”!
從首次載人的神舟五號飛船,到如今的神舟十四號飛船,從天宮一號目標飛行器、天宮二號空間實驗室,到如今的天宮空間站,包括軟件在軌更新、漢字輸入法、自主應(yīng)急返回等多項關(guān)鍵技術(shù)不斷“加碼”……研制團隊不僅圓滿完成了每項任務(wù),更積累了空間大容量信息處理、嵌入式顯示、軟件自主更新等寶貴的研制經(jīng)驗。
對空間站而言,儀表計算機應(yīng)用軟件是實驗艙儀表數(shù)據(jù)處理的中樞系統(tǒng),作為航天員進行夢天實驗艙內(nèi)信息處理的“隨船秘書”,發(fā)揮著重要的作用。當?shù)孛嫦驂籼鞂嶒炁摪l(fā)送指令后,“隨船秘書”就正式開始自主運行。由于實驗艙的儀表需要處理大容量數(shù)據(jù),并且解算數(shù)據(jù)信息的方式各異,參數(shù)間的關(guān)聯(lián)紛繁復(fù)雜,尤其是總線需要的通信負荷量巨大。為解決這一難題,研制團隊通過合理的任務(wù)分配及優(yōu)化算法,有效解決了總線通信吞吐量大和實時性高的問題。
夢天實驗艙的“隨船秘書”在核心艙上功能不變的基礎(chǔ)上,增加了與核心艙和問天實驗艙的數(shù)據(jù)交互,使數(shù)據(jù)量大幅增加,軟件功能更加強大。這意味著夢天實驗艙與核心艙完成對接后,三艙便形成了一個“工作群”,從而實現(xiàn)信息的交互。
此外,的“隨船秘書”還通過上注方式實現(xiàn)了在軌軟件系數(shù)和代碼更新技術(shù),并采用了多項可靠性措施保障更新軟件的可靠性和安全性,在更新過程中也不影響軟件正常工作,確保它能在空間站長達十余年的運營階段中保持穩(wěn)定運行。
空間站三艙“T”字基本構(gòu)型組合體
標簽: 執(zhí)行任務(wù) 多功能顯示器 帶你了解
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