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航天拉动科技创新 “神六”检阅IT实力
江华 洪章
  2005年11月07日08:32 【字号 】【留言】【论坛】【打印】【关闭
航天拉动科技创新 “神六”检阅IT实力
  神舟六号遨游太空5天,在尽情释放全球华人强烈的民族自豪感的同时,也检验着中国的科技实力。神舟号系列飞船的每一次腾飞,都点燃中国科技飞速发展的熊熊烈火,也促进了IT技术的创新与应用。当“神六”在浩瀚的宇宙中翱翔时,一张无形的IT之网织在天地之间,保障飞船正常飞行。

  神舟载人发射是大量的科技关键技术的集成,IT系统相当于神经中枢。“没有它,整个体系就会瘫痪。”著名宇航专家、北京航空航天大学宇航学院博士生导师徐世杰说。

  IT技术应用是飞船重要的一个方面。”神舟六号载人飞船系统副总设计师张庆君说,“直接围绕“神六”工作的计算机有上万台,可以说离开了IT技术,整个工程将无法顺利进行。”

  闪亮的AVIDM

  AVIDM系统是航天体系IT应用的一个亮点,全面运行在“神六”的研发设计和生产管理等环节上。

  从“神六”开始,全面推行类似“无纸化设计”技术,所有文件的处理工程,包括编写、校对、审核、会签、批准以及文件的分发、查阅等,都是通过计算机网络来实现的。这就是神舟AVIDM。

  神舟六号载人飞船系统副总设计师张庆君说,AVIDM是一个航天集成设计的软件包。它把CADCAM等技术集成在一起,包括计算机辅助设计、辅助制造、文档处理甚至E-MAIL信息在内。

  事实上,神舟AVIDM是航天拥有自主知识产权的协同产品研制管理系统。它萌芽于十多年前在航天设备的计算机辅助设计和管理中,“神五”的研试文件设计就是通过“AVIDM”来设计和管理的。

  神舟航天软件技术有限公司总经理车玫认为,神舟六号飞船的设计和制造,是一个涉及到各个航天企业各个部门的复杂工程,既要保证高质量,又要降低研制成本,缩短产品的研制周期,必须尽量用IT的手段替代人工设计与管理。而AVIDM提供了全面的功能集,能满足“神六”复杂产品技术状态的管理目标。

  据悉,中国运载火箭研究院总体设计部、中国空间技术研究院总体设计部等部门和“神六”相关的设计、工艺和制造的文档的制作和管理,都是通过AVIDM全面实现的。

  AVIDM比一般意义上的协同软件要复杂。包括了项目管理、文挡管理、产品结构与配置管理、工作台面管理、工作流管理、协同工作环境、联邦系统集成、系统管理、产品管理、审计管理、系统建模工具、辅助工具集以及二次开发接口。

  在“神六”的制造方面,也同早期靠老师傅搞卫星时,通过简单的机床加工,敲敲打打的人工为主的状态相比,有了翻天覆地的变化,“神六”大部分是用数控机床来制造的,90%以上都用到CAM等计算机辅助制造技术。

  “例如整个舱体的架构,返回舱、轨道舱,包括它的焊接、成形,都是自动化精密机械的加工;而舱门是一个很复杂的组件,就用到一些相应的数控机床。”张庆君说,“自动化使加工的周期大大缩短,以前需要六七个月的工期,‘神六’可能只需要三个月。更重要的是:产品质量有保证,可重复,可检验,一次生产,成品率比较高”。

  密织IT“天罗地网”

  当神舟六号全面执行太空飞行的任务时,围绕着“神六”的七大系统,从天上的宇宙飞船,到地面的指挥控制,再到天地之间的通信和监测系统,IT就像一只无形的手,在把控和操作着一切。

  当宇宙飞船在空间执行任务时,每一步的处理甚至包括宇航员的吃喝拉撒、生存环境都要通过IT的手段来实现。

  首先,宇航员的生存环境是由一套计算机自动控制系统来保障的。为了保证生存,密封舱的大气环境必须同地面一样,例如温度要在20℃左右、相对湿度要在50%左右、氧分压是20%-30%,二氧化碳含量不能超过0.2%等,才能有利于航天员身体。用人工是很难控制的,必须用到自动化控制系统。它的探测器本身就是IT设备,能探测各个大气层的压力,然后通过传感器,检测器对信号进行综合处理;处理完后,再通过自动控制一些相应的设备,以确定生存所需要的温度、湿度等。

  其次,控制飞船在太空中不出轨的制导、导航与控制(GNC)也是有IT手段参与的一个系统。“神六”搭载的两名宇航员在太空工作和生活多天,期间要在返回舱和轨道舱来回行走和工作,随时有可能给正常飞行的飞船带来干扰。GNC将人在飞船上活动所产生的干扰,通过飞船上敏感的探测器测量出来,然后输入到船载计算机,计算出与设计参数的误差,再对产生的误差进行修正,从而减少航天员活动对飞船产生的干扰,使飞船始终处于安全状态。

  至于供地面人员与航天员之间进行话音和图像信息交流的“天地多媒体系统”,则不是通过普通的电话线来完成,而是采用了天地语音通讯系统和专用宽带通信系统。飞控大厅右侧的通信机房、数据传输机房等,与不远处办公大楼内的光纤网和分组交换设备联成一体,并与卫星地面通信站共同构成了通信枢纽。

  为了“天地通话”,在飞船上还专门安装了特有的无线电话通信设备和电视传输设备。飞船上每个航天员的头盔上及生活舱内,都配备了受话器(耳机)和送话器(话筒)以及传送、记录设备,在飞船飞行的各个阶段都可以进行航天员之间的通话交谈,而且这种交谈除了当事人听到外,还要送到地面,使地面指挥人员知道他们在说些什么,以便随时了解和掌握情况。

  在地面的各个指挥中心,运行着上万台IT设备,并以此作为主要的工作手段。北京航空航天大学宇航学院博士生导师徐世杰教授再一次强调,“到今天,没有IT技术,就不可能有航天新科技,更谈不上神舟六号的顺利运行。”

  航天拉动IT创新

  神舟航天软件技术有限公司总经理车玫认为,信息技术成为航天科技运行的一个重要手段,反过来,神舟号系列飞船的每一次腾飞,所点燃的中国科技飞速发展的熊熊烈火,也大大促进了IT技术的创新与应用。

  自1999年11月20日至21日,神舟一号成功发射并返回,我国在原有的航天测控网基础上新建的、符合国际标准体制的陆海基航天测控网,在这次试验中首次投入使用后,大量的空间科技研究成果更加迅速地转化为产业,如空间通信、导航以及相关制造业。

  据悉,仅运用于我国卫星气象观测的相关技术,每年可减少几十亿的经济损失。卫星遥感可用于勘探地球资源,卫星导航定位可为各类交通工具提供高精度的定位及测速信息,卫星通信技术为现代社会提供了电话、电报、传真、数据传输、电视转播、卫星教育、移动通信等上百种业务服务。

  《市场报》 (2005年11月07日 第五版)

(责任编辑:陈健)
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