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數(shù)管分系統(tǒng):空間站的隱形守護者

時間:2022年09月01日 信息來源:本站原創(chuàng) 點擊:1736 字體:

隨著空間站問天實驗艙入軌,與核心艙完成對接,我國的“太空家園”建設(shè)邁出了關(guān)鍵一步。在這個龐大而復(fù)雜的家園里,有一個隱形的守護者,默默進行著各類信息的收集、傳遞,準(zhǔn)確地執(zhí)行每一條命令,監(jiān)視空間站的工作狀態(tài),它就是由航天科技集團五院設(shè)計研制的空間站數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng),技術(shù)人員習(xí)慣地稱它為“數(shù)管分系統(tǒng)”。

 

在神舟十四號乘組出艙活動中,數(shù)管分系統(tǒng)精準(zhǔn)快速地收集地面控制中心需要實時掌握的艙內(nèi)壓力、溫度、艙門開閉狀況、機械臂運行姿態(tài)等信息,及時發(fā)給地面工作人員。航天員在艙外操作時,航天員或者地面控制中心通過數(shù)管分系統(tǒng)發(fā)送指令操作機械臂運動至指定位置,這期間不允許有一絲一毫的差錯和延誤,他們的每一項動作都依仗數(shù)管分系統(tǒng)所構(gòu)建的信息高速路。


數(shù)管1.jpg

 

可以說,數(shù)管分系統(tǒng)為空間站的信息交互提供了貫穿整站的高速公路,既是空間站日常運行的“智慧管家”,又是保障空間站健康的“家庭醫(yī)生”。

 

四通八達的信息高速公路

 

數(shù)管分系統(tǒng)好比人體的神經(jīng)系統(tǒng),負責(zé)感知身體狀態(tài)、調(diào)節(jié)機體器官機能,在空間站內(nèi)發(fā)揮著神經(jīng)系統(tǒng)的作用,構(gòu)建了遍及整艙的信息傳輸網(wǎng)絡(luò),連接起分布在每一個角落的設(shè)備。

 

空間站問天實驗艙是我國目前體積最大的航天器,空間站建造完成后,三艙組合體加上??康妮d人飛船和貨運飛船,其規(guī)模遠超國內(nèi)其他航天器。為了地面控制中心和航天員能時刻掌握空間站完整的運行狀態(tài),了解監(jiān)視產(chǎn)品工作狀態(tài),包括位置、姿態(tài)、電源、溫度、濕度、艙壓、報警信息等各類參數(shù),數(shù)管分系統(tǒng)要事無巨細地全盤獲取。

 

據(jù)統(tǒng)計,數(shù)管分系統(tǒng)每一秒鐘要對組合體完成超過100萬個參數(shù)的收集、組織和傳遞。與此同時,地面控制中心和航天員對空間站進行控制,發(fā)出的各類指令都要經(jīng)過處理并準(zhǔn)確執(zhí)行,指令數(shù)量超過5萬條。為了保證這些參數(shù)和指令的快速交互,數(shù)管分系統(tǒng)為空間站搭建了兼顧及時響應(yīng)和高可靠性的信息網(wǎng)絡(luò),深入到空間站每一個傳感器、每一個執(zhí)行機構(gòu)、每一臺設(shè)備、每一個區(qū)域,真正實現(xiàn)了“村村通”工程。

 

在這條高速公路上,做到道路暢通,僅是及格水平。為力爭優(yōu)秀,數(shù)管分系統(tǒng)進一步實現(xiàn)智能化,做到信息流的“自動駕駛”。相比于以往的航天器,空間站變得更加具有“智慧”,無論是單艙飛行還是多艙組合體各種構(gòu)型,無論是航天員出艙期間還是艙內(nèi)生活,數(shù)管分系統(tǒng)可自適應(yīng)進行各類參數(shù)、指令和數(shù)據(jù)流的處理,大大簡化地面操作復(fù)雜度。

 

守護空間站健康的“家庭醫(yī)生”

 

除了完成空間站在正常狀態(tài)下的信息交互支持外,當(dāng)出現(xiàn)故障時,數(shù)管分系統(tǒng)可實現(xiàn)對故障的快速發(fā)現(xiàn)和自主處置,相當(dāng)于為空間站配備了一個全天無休、連續(xù)工作的“家庭醫(yī)生”。

 

那么,這個“家庭醫(yī)生”是怎樣工作的?數(shù)管分系統(tǒng)在其收集到的數(shù)量龐大的工作參數(shù)中,監(jiān)控其中能表征能源故障、供電短路、散熱異常、空間干擾等事件的信息,實時判斷是否出現(xiàn)了故障,當(dāng)現(xiàn)象與病癥相吻合時,可實現(xiàn)對病癥的快速處置,盡最大可能消除故障影響,保證空間站在軌安全、產(chǎn)品穩(wěn)定工作。

 

這種自主診斷和醫(yī)治能力,是專門針對長期在軌運行需求而提出的,五院空間站數(shù)管分系統(tǒng)技術(shù)人員介紹道:“設(shè)計團隊針對空間站復(fù)雜的功能,經(jīng)過大量的調(diào)研、分析和總結(jié),對影響系統(tǒng)安全的幾類重大疾病,提出應(yīng)急治療方案,確保突發(fā)故障時空間站運行安全,給地面控制中心對其進一步處置爭取寶貴的時間?!?/p>

 

中國空間站在軌平穩(wěn)運行凝聚著無數(shù)團隊的智慧,數(shù)管分系統(tǒng)雖不“顯眼”,卻提供著必不可少的守護,連接著航天員與地面飛控人員,關(guān)心著空間站組合體的健康,讓天地間400公里的距離不再遙遠。



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