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”第九期，帶你了解高效智能的“隨船秘書”。
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“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，是一個起點高、技術難度大、涉及多學科的綜合電子應用系統(tǒng)。
神舟系列飛船上所有分系統(tǒng)的參數(shù)內容都要通過數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)轉發(fā)到飛船儀表上顯示， “隨船秘書”能夠將復雜的參數(shù)轉變?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，轉換為航天員可以直觀識別和操作的內容，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內容的頁面，它采用了獨特的圖形顯示技術，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，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。整個飛船系統(tǒng)高度重視航天員在執(zhí)行任務期間的生命安全，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。
“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、自主應急返回等多項關鍵技術不斷“加碼”……研制團隊不僅圓滿完成了每項任務，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)間的關聯(lián)紛繁復雜，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，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。
