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探秘“神九”：各種應(yīng)用軟件智能管理系統(tǒng)
2012-07-02
神舟九號(hào)載人飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器首次航天員成功手控交會(huì)對(duì)接后形成的組合體正按計(jì)劃在太空穩(wěn)定運(yùn)行，飛船14個(gè)分系統(tǒng)各種參數(shù)如何控制管理?人機(jī)交互的儀表顯示系統(tǒng)怎樣工作?天地間能收發(fā)E-mail嗎?
承擔(dān)神舟九號(hào)和天宮一號(hào)研制任務(wù)的中國(guó)空間技術(shù)研究院相關(guān)專家揭秘稱，科技人員為“神九”任務(wù)精心打造出由各種應(yīng)用軟件智能管理系統(tǒng)組成的“超級(jí)智囊”，讓一切盡在掌握。
14個(gè)分系統(tǒng)參數(shù)全面匯集轉(zhuǎn)換
與神舟八號(hào)一樣，神舟九號(hào)也是由14個(gè)分系統(tǒng)組成。隸屬于儀表與照明分系統(tǒng)的儀表應(yīng)用軟件，發(fā)揮智能管理員的重要作用。飛船上14個(gè)分系統(tǒng)所有的參數(shù)內(nèi)容都要通過(guò)數(shù)管分系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到飛船儀表上來(lái)顯示，而要想將復(fù)雜的參數(shù)變成航天員可以掌握的直觀數(shù)值，儀表控制器應(yīng)用軟件作為智能管理員直接發(fā)揮作用。
當(dāng)“神九”各個(gè)分系統(tǒng)開始運(yùn)行的時(shí)候，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會(huì)匯集到數(shù)管分系統(tǒng)，然后智能管理員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并轉(zhuǎn)換為航天員可以直觀識(shí)別和操作的內(nèi)容，并在儀表上顯示出來(lái)。這樣，航天員通過(guò)飛船上的儀表就可以直觀了解與飛船有關(guān)的所有參數(shù)，時(shí)刻掌握飛船各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)。
53幅頁(yè)面圖全盤掌控飛船動(dòng)態(tài)
儀表顯示系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)航天員與飛行器進(jìn)行人機(jī)交互的重要系統(tǒng)，包括顯示終端設(shè)備、手動(dòng)控制設(shè)備、語(yǔ)音提示設(shè)備等，航天員通過(guò)這些載人飛船上特有的設(shè)備可及時(shí)了解飛船狀態(tài)、控制飛船，沒有這些設(shè)備，航天員就等于沒有了“眼睛”、“耳朵”和“手”，失去操控飛船的能力。
神舟九號(hào)飛船全姿態(tài)圖、彩色地圖、載人交會(huì)對(duì)接頁(yè)面……飛船上共有53幅頁(yè)面顯示飛船各部分的情況，并根據(jù)載人交會(huì)對(duì)接任務(wù)的需要，顯示包括世界地圖、航天員身體情況等相關(guān)內(nèi)容，這些都由作為智能管理員的儀表控制器應(yīng)用軟件來(lái)提供。
“神九”儀表控制器應(yīng)用軟件采用獨(dú)特的圖形顯示技術(shù)，通過(guò)文字、圖形、動(dòng)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，為航天員執(zhí)行任務(wù)提供清晰、直觀、舒適的顯示界面。同時(shí)，“神九”任務(wù)中還增加更為豐富的圖形顯示功能，在中國(guó)載人航天器儀表設(shè)備中首次使用大尺寸、彩色液晶顯示器替換以往單色顯示屏。
據(jù)悉，在此基礎(chǔ)上，中國(guó)空間技術(shù)研究院科技人員想得更遠(yuǎn)、更周到，在未來(lái)空間任務(wù)中，他們將根據(jù)需要適當(dāng)開發(fā)部分具有娛樂功能的界面，以便緩解航天員的精神壓力。
5萬(wàn)行軟件代碼傾情撰寫
神舟九號(hào)的“超級(jí)智囊”由5萬(wàn)行軟件代碼所支撐。中國(guó)空間技術(shù)研究院科技人員為使飛船“超級(jí)智囊”更加強(qiáng)大，傾情奉獻(xiàn)智慧和汗水，僅自主應(yīng)急返回系統(tǒng)中的落區(qū)算法這一項(xiàng)，就需要完成6000行代碼的編寫工作。
中國(guó)空間技術(shù)研究院科技人員從2007年接受軟件研制任務(wù)起，就開始儀表控制器應(yīng)用軟件的研究工作，為讓智能管理員的工作更為高效，技術(shù)人員先后根據(jù)載人交會(huì)對(duì)接的需要，對(duì)儀表控制器應(yīng)用軟件進(jìn)行十幾次的參數(shù)修改和更新。
為確保軟件在軌期間的穩(wěn)定運(yùn)行，科技人員通過(guò)對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在地面就可以對(duì)目標(biāo)飛行器上的軟件進(jìn)行監(jiān)測(cè)并適時(shí)更新，適時(shí)對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)，還能保證對(duì)飛船上航天員的“超級(jí)智囊”適時(shí)增加新的功能。
專家透露，有“超級(jí)智囊”的給力支持，“神九”航天員在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器中可以像在地面上一樣收發(fā)E-mail，航天員可以借助儀表控制器應(yīng)用軟件，根據(jù)需要在太空中與地面進(jìn)行短信編輯和收發(fā)電子郵件等信息交流，太空中的操作界面與地面互聯(lián)網(wǎng)的電子郵件系統(tǒng)一樣，可以直接輸入文字，并能添加附件，傳遞大量數(shù)據(jù)信息。
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