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航天拉動科技創新 “神六”檢閱IT實力 

央視國際 www.cctv.com  2005年11月07日 15:57 來源:

  市場報消息:神舟六號遨遊太空5天,在盡情釋放全球華人強烈的民族自豪感的同時,也檢驗著中國的科技實力。神舟號系列飛船的每一次騰飛,都點燃中國科技飛速發展的熊熊烈火,也促進了IT技術的創新與應用。當“神六”在浩瀚的宇宙中翱翔時,一張無形的IT之網織在天地之間,保障飛船正常飛行。

  神舟載人發射是大量的科技關鍵技術的集成,IT系統相當於神經中樞。“沒有它,整個體系就會癱瘓。”著名宇航專家、北京航空航天大學宇航學院博士生導師徐世傑説。

  IT技術應用是飛船重要的一個方面。”神舟六號載人飛船系統副總設計師張慶君説,“直接圍繞“神六”工作的計算機有上萬台,可以説離開了IT技術,整個工程將無法順利進行。”

  閃亮的AVIDM

  AVIDM系統是航天體系IT應用的一個亮點,全面運行在“神六”的研發設計和生産管理等環節上。

  從“神六”開始,全面推行類似“無紙化設計”技術,所有文件的處理工程,包括編寫、校對、審核、會簽、批准以及文件的分發、查閱等,都是通過計算機網絡來實現的。這就是神舟AVIDM。

  神舟六號載人飛船系統副總設計師張慶君説,AVIDM是一個航天集成設計的軟體包。它把CADCAM等技術集成在一起,包括計算機輔助設計、輔助製造、文檔處理甚至E-MAIL信息在內。

  事實上,神舟AVIDM是航天擁有自主知識産權的協同産品研製管理系統。它萌芽于十多年前在航天設備的計算機輔助設計和管理中,“神五”的研試文件設計就是通過“AVIDM”來設計和管理的。

  神舟航天軟體技術有限公司總經理車玫認為,神舟六號飛船的設計和製造,是一個涉及到各個航天企業各個部門的複雜工程,既要保證高質量,又要降低研製成本,縮短産品的研製週期,必須儘量用IT的手段替代人工設計與管理。而AVIDM提供了全面的功能集,能滿足“神六”複雜産品技術狀態的管理目標。

  據悉,中國運載火箭研究院總體設計部、中國空間技術研究院總體設計部等部門和“神六”相關的設計、工藝和製造的文檔的製作和管理,都是通過AVIDM全面實現的。

  AVIDM比一般意義上的協同軟體要複雜。包括了項目管理、文擋管理、産品結構與配置管理、工作臺面管理、工作流管理、協同工作環境、聯邦系統集成、系統管理、産品管理、審計管理、系統建模工具、輔助工具集以及二次開發接口。

  在“神六”的製造方面,也同早期靠老師傅搞衛星時,通過簡單的機床加工,敲敲打打的人工為主的狀態相比,有了翻天覆地的變化,“神六”大部分是用數控機床來製造的,90%以上都用到CAM等計算機輔助製造技術。

  “例如整個艙體的架構,返回艙、軌道艙,包括它的焊接、成形,都是自動化精密機械的加工;而艙門是一個很複雜的組件,就用到一些相應的數控機床。”張慶君説,“自動化使加工的週期大大縮短,以前需要六七個月的工期,‘神六’可能只需要三個月。更重要的是:産品質量有保證,可重復,可檢驗,一次生産,成品率比較高”。

  密織IT“天羅地網”

  當神舟六號全面執行太空飛行的任務時,圍繞著“神六”的七大系統,從天上的宇宙飛船,到地面的指揮控制,再到天地之間的通信和監測系統,IT就像一隻無形的手,在把控和操作著一切。

  當宇宙飛船在空間執行任務時,每一步的處理甚至包括宇航員的吃喝拉撒、生存環境都要通過IT的手段來實現。

  首先,宇航員的生存環境是由一套計算機自動控制系統來保障的。為了保證生存,密封艙的大氣環境必須同地面一樣,例如溫度要在20℃左右、相對濕度要在50%左右、氧分壓是20%-30%,二氧化碳含量不能超過0.2%等,才能有利於航天員身體。用人工是很難控制的,必須用到自動化控制系統。它的探測器本身就是IT設備,能探測各個大氣層的壓力,然後通過傳感器,檢測器對信號進行綜合處理;處理完後,再通過自動控制一些相應的設備,以確定生存所需要的溫度、濕度等。

  其次,控制飛船在太空中不出軌的制導、導航與控制(GNC)也是有IT手段參與的一個系統。“神六”搭載的兩名宇航員在太空工作和生活多天,期間要在返回艙和軌道艙來回行走和工作,隨時有可能給正常飛行的飛船帶來干擾。GNC將人在飛船上活動所産生的干擾,通過飛船上敏感的探測器測量出來,然後輸入到船載計算機,計算出與設計參數的誤差,再對産生的誤差進行修正,從而減少航天員活動對飛船産生的干擾,使飛船始終處於安全狀態。

  至於供地面人員與航天員之間進行話音和圖像信息交流的“天地多媒體系統”,則不是通過普通的電話線來完成,而是採用了天地語音通訊系統和專用寬帶通信系統。飛控大廳右側的通信機房、數據傳輸機房等,與不遠處辦公大樓內的光纖網和分組交換設備聯成一體,並與衛星地面通信站共同構成了通信樞紐。

  為了“天地通話”,在飛船上還專門安裝了特有的無線電話通信設備和電視傳輸設備。飛船上每個航天員的頭盔上及生活艙內,都配備了受話器(耳機)和送話器(話筒)以及傳送、記錄設備,在飛船飛行的各個階段都可以進行航天員之間的通話交談,而且這種交談除了當事人聽到外,還要送到地面,使地面指揮人員知道他們在説些什麼,以便隨時了解和掌握情況。

  在地面的各個指揮中心,運行著上萬台IT設備,並以此作為主要的工作手段。北京航空航天大學宇航學院博士生導師徐世傑教授再一次強調,“到今天,沒有IT技術,就不可能有航天新科技,更談不上神舟六號的順利運行。”

  航天拉動IT創新

  神舟航天軟體技術有限公司總經理車玫認為,信息技術成為航天科技運行的一個重要手段,反過來,神舟號系列飛船的每一次騰飛,所點燃的中國科技飛速發展的熊熊烈火,也大大促進了IT技術的創新與應用。

  自1999年11月20日至21日,神舟一號成功發射並返回,我國在原有的航天測控網基礎上新建的、符合國際標準體制的陸海基航天測控網,在這次試驗中首次投入使用後,大量的空間科技研究成果更加迅速地轉化為産業,如空間通信、導航以及相關製造業。

  據悉,僅運用於我國衛星氣象觀測的相關技術,每年可減少幾十億的經濟損失。衛星遙感可用於勘探地球資源,衛星導航定位可為各類交通工具提供高精度的定位及測速信息,衛星通信技術為現代社會提供了電話、電報、傳真、數據傳輸、電視轉播、衛星教育、移動通信等上百種業務服務。(江華 洪章)

責編:湯威

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