我们知道,嫦娥奔月肩负着四项任务,为此搭载了24件科学探测仪器。除此以外,还有必不可少的通信与控制系统。为了管理这些仪器和系统,嫦娥配备了两套星载计算机,一台称作中央处理单元,它是卫星数据管理系统的核心,负责星上任务调度,遥控、遥测管理,以及把探测采集到的数据打包后传输到地面。另一台叫做空间计算机,主要用于收集信息、传递指令。
嫦娥一号卫星上搭载的两台电脑都是由西安微电子计算机研究所(771所)研制的,这家研究所是全国唯一的集计算机与集成电路科研生产为一体并相互配套的专业研究所。该所研制空间计算机已经有了350次成功发射的经验,神舟六号上的船载计算机就是这个所研制的。
中国航天科技集团时代电子公司第771研究所·西安
嫦娥星载计算机是771所量身定制的,虽然没有透露技术细节,但据称是当今世界上运算能力最强的星载计算机,能够在1秒之内完成轨道参数的计算。
从设计到制造,星载计算机都比工控机要求更高。
(1)满足航天器基本要求,例如质量轻,体积小,功耗低等特点;
(2)适合在空间环境长期工作,例如轨道环境辐射和真空条件与温度变化;
(3)具有冗余结构和故障检测,故障处理与修复等功能的高可靠性要求。
星载计算机不需要人工操作,因此既没有显示屏,也没有键盘、鼠标、硬盘、光驱,处理器频率也不高,但单机造价却高达百万元之多。造价高的原因有两个方面,一是硬件方面要在恶劣环境下仍需保证很高的可靠性,二是管理软件需要专门开发。
为适应太空复杂的环境,星载计算机除了采用冗余结构以提高可靠性,还要对元器件进行严格筛选,许多部件需要特别定制,制成以后要对整机进行高温、低温和辐射等恶劣环境试验。
从元器件的筛选到焊接,工人们一丝不苟
绕月卫星从发射到绕月飞行,期间很多任务都是根据运行状态自动执行的,还能够进行自我故障诊断、多路加热器的自主控制、整星能源管理和分配、故障应急处理等。为了实现这些功能,嫦娥一号的控制系统融入了许多十分先进的控制理论和控制技术,这些先进的理论和技术通过各种控制软件得以实现。与嫦娥星载计算机相配套的软件达到了23类46套,其中控制卫星动作和姿态的制导导航与控制(GNC)系统中就有9类20套软件。
【相关链接】▶太空探索之装备:Chipkill自愈内存 ▶火星车上的电脑系统(多图) ▶冗余电源怎样工作?
文章评论(0条评论)
登录后参与讨论