当前位置:首页 > 新闻资讯 > 科技生活 > 新闻
神舟飞天的秘密:太空电脑是探险的灵魂
  • 2012-7-10 15:58:11
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:程朋
  • 作者:朱文利
【电脑报在线】 2012年6月16日18时37分,酒泉发射中心,神舟九号飞船搭载三名宇航员发射升空,起飞后583秒,船箭分离之际,控制计算机开始输出指令,神舟九号入轨。 17日,神九完成三次变轨,逐步运行至对接高度。 18日,神九追上天宫一号,完成自动对接…… 在这些关键时刻,飞船和天空一号上的控制计算机发挥了至关重要的作用。
 

      太空计算机经历的严酷考验

      太空中,计算机最怕什么?专家说宇宙射线是计算机运行最大的危害。


      地球上的计算机,因为有地球大气层的保护,可以挡住大部分来自太阳的高能粒子射电流,而在太空,天宫一号控制计算机将遭到质子、中子、离子、电子的轰炸。


        高能粒子“门锁效应”和“单粒子翻转效应”是两种典型的太空射线对计算机造成的损害,电子工程师最头疼这两大问题。


        专家所说“门锁效应”是因中子或质子冲入芯片造成短接从而损坏模块组件,若发生门锁效应,地面控制中心的工程技术人员即可察觉,相比之下,“单粒子翻转效应”是破坏存储芯片,但不是造成物理损坏,只是悄无声息地改变存储内容,隐密破坏不易发现。


         从天宫一号控制计算机地面遥测数据分析,天宫一号控制计算机今年已发生6次存储器单粒子翻转事件,其中有一次就发生在第二次交会对接前几小时。我们看到的结果是天宫一号控制计算机系统可以抵御单粒子翻转的危害,一直在轨工作稳定、表现优异。


        刘波讲述的空间计算机测试,完全颠覆记者想象。


        温度要承受摄氏零下35度到70度的巨大变化,防辐射、防静电、机箱要求特别材质,抗冲击,抱着机器往地下砸,拿起来能正常运行,最主要一关是综合应力实验,一边震动、一边温度变化悬殊、同时多个条件加载,考验产品的极限性能。最终单故障要保证能正常运行,双故障要保证飞行器和宇航员安全。


神舟九号与天空一号对接时有多危险?可以想象的是地面上两辆高速汽车相碰的可怕场景,然而专家说,在几秒内太空中的两个高速飞行器稳稳地紧密结合,不偏离轨道、不晃动,当神舟九号对接天宫一号后,神九的控制计算机暂时断电敏感器部分,整体部件加电状态但不发出操作指令,天宫一号的控制计算接管整个合体的控制权。这才是此次天空一号控制计算机经受的最大考验。


                                 

                                                                      用于神舟飞船的太空计算机


         探月工程将再显神威

       “天宫一号控制计算机系统就是我们所设计、测试、生产的第二代控制计算机。”502所电子中心的杨桦书记告诉《电脑报》读者,事实上,我国的卫星、飞船上80%的电子控制产品都是502所提供。


        由著名的院士、专家引领的502所有56年的研发历史,电子中心133人是全所最大的团队,他们承担了敏感器、红外、成像、机电部件、一体化产品、电脑的结构设计,大部分都是35岁以下的年轻人,他们的专业最多的是软件、硬件、结构、可靠性分析。


        502所从1998年开始研制星载计算机,当时看到微软正在研发WINDOWS2000,电子中心内部给这台电脑取了一个代号“RISC2000”,到2001年,才改为型号命名。第一代控制计算机采用国外CPU和操作系统,2006年,自主研发的SpaceOS操作系统成功运行,第二代控制计算机问世。现在的神九和天宫一号都是第二代控制计算机。


        “我们已掌握了芯片设计技术,未来5年,从硬件到软件完全自主设计生产的第三代空间计算机将在太空运行。”首席计算机专家华更新预言。


         最新的成果是探月项目的飞行器和着陆器控制计算机已经搭建初步雏形。在测试天宫一号控制计算机相邻的实验室里,探月飞行的两台计算机正在裸机检测中。

本文出自2012-06-25出版的《电脑报》第25期 A.新闻评论周刊
(网站编辑:吴融)


我来说两句(0人参与讨论)
发表给力评论!看新闻,说两句。
匿名 ctrl+enter快捷提交