„In den Himmel fliegen, um den Traum zu verwirklichen“ Massiver Informationsaustausch ohne Sorgen, informieren Sie über den effizienten und intelligenten „Schiffssekretär“

Seit dem erfolgreichen Start des Mengtian-Labormoduls der Raumstation und seiner Andockung an das Kernmodul am 31. Oktober befindet es sich seit fast einem Monat stabil im Orbit. „Decoding Mengtian“ führt Sie zum Verständnis der effizienten und intelligenten „Schiffssekretärin“.

„Schiffssekretär“, woher kommt die Identität?

Vor dreißig Jahren wurde Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm offiziell gestartet. Die erste Aufgabe, die das Entwicklungsteam erhielt, bestand darin, den „Bordsekretär“ für das Raumschiff Shenzhou zu entwickeln – den Systemcontroller und das Multifunktionsdisplay. Durch die Kombination beider entsteht eine Mensch-Maschine-Schnittstelle für die Interaktion zwischen Astronauten und Raumfahrzeug. Nach der unbemannten Verifizierung wird es Astronauten beim letzten bemannten Flug direkt bei der Durchführung von Weltraumtests, Außenbordeinsätzen, Andockmanövern und anderen Raumfahrzeugmissionen unterstützen. Es handelt sich um ein umfassendes elektronisches Bewerbungssystem mit hohem Einstiegsniveau, hohem technischen Schwierigkeitsgrad und Einbeziehung mehrerer Disziplinen.

Die Parameterinhalte aller Subsysteme der Raumfahrzeuge der Shenzhou-Serie werden über das Datenverwaltungssubsystem zur Anzeige an die Instrumente des Raumfahrzeugs weitergeleitet. Der „Bordsekretär“ kann komplexe Parameter in intuitive, für Astronauten verständliche Zahlenwerte umwandeln und ist ein wichtiges System für die direkte Interaktion mit Astronauten. Insbesondere wenn die Subsysteme des Raumfahrzeugs ihren Betrieb aufnehmen, werden die generierten Daten im digitalen Steuerungssubsystem gesammelt. Der intelligente Administrator fasst die Daten zusammen, wandelt sie in Inhalte um, die Astronauten intuitiv erkennen und bedienen können, und zeigt sie auf dem Instrument an. Auf diese Weise können Astronauten über die Instrumente im Raumfahrzeug alle Parameter des Raumfahrzeugs intuitiv verstehen und jederzeit den Betriebszustand aller Teile des Raumfahrzeugs erfassen.

Darüber hinaus kann der „Schiffssekretär“ Seiten bereitstellen, auf denen der Zustand verschiedener Teile des Raumfahrzeugs sowie Weltkarten, die körperliche Verfassung der Astronauten und andere damit verbundene Inhalte angezeigt werden. Es verwendet eine einzigartige Grafikanzeigetechnologie, um die Flugbahn, die Fluglage, den Flugstatus und Informationen zu verschiedenen Subsystemen des Raumfahrzeugs durch Text, Grafiken und Animationen anzuzeigen. Diese einzigartige Grafikanzeigetechnologie erzeugt nicht nur neuartige Anzeigeeffekte für die Instrumentensteuerung, sondern realisiert auch die räumliche Intelligenz der Verarbeitung und Anzeige von Grafiken und Text im Instrument und bietet Astronauten eine klare, intuitive und komfortable Anzeigeschnittstelle für die Durchführung ihrer Missionen.

Im Jahr 2003 wird das Raumschiff Shenzhou V seinen ersten bemannten Flug absolvieren und der „Schiffssekretär“ wird die Mission tatsächlich mit den Astronauten durchführen. Das gesamte Raumfahrzeugsystem legt großen Wert auf die Lebenssicherheit der Astronauten während ihrer Missionen und stellt nahezu strenge Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Produkte. Um die Zuverlässigkeit des Systemcontrollers und der Multifunktionsanzeigesoftware zu gewährleisten, müssen alle angezeigten Daten genau sein. Um den Astronauten eine benutzerfreundlichere Mensch-Computer-Schnittstelle zu bieten, mussten die Entwickler die Auswirkungen der SARS-Epidemie bewältigen, sich der Herausforderung stellen und detaillierte Optimierungstests sowie gemeinsame Tests der Software gemäß strengeren Anforderungen durchführen.

Frühe Systemcontroller- und Multifunktionsdisplay-Entwicklungssite

„Schiffssekretär“ zieht auf eine größere „Bühne“!

Von der ersten bemannten Raumsonde Shenzhou V bis zur aktuellen Raumsonde Shenzhou XIV, von der Zielraumsonde Tiangong-1 und dem Weltraumlabor Tiangong-2 bis zur aktuellen Raumstation Tiangong wurden kontinuierlich zahlreiche Schlüsseltechnologien „hinzugefügt“, darunter Software-Updates im Orbit, eine Methode zur Eingabe chinesischer Schriftzeichen und eine autonome Notrückkehr … Das Forschungs- und Entwicklungsteam hat nicht nur jede Aufgabe erfolgreich abgeschlossen, sondern auch wertvolle Forschungs- und Entwicklungserfahrungen in den Bereichen großvolumige Weltrauminformationsverarbeitung, eingebettete Anzeige und autonome Software-Updates gesammelt.

Für die Raumstation ist die Instrumentencomputer-Anwendungssoftware das zentrale System zur Verarbeitung der Instrumentendaten in der Laborkabine. Es spielt eine wichtige Rolle als „Bordsekretär“ für Astronauten bei der Informationsverarbeitung in der Mengtian-Laborkabine. Nachdem die örtlichen Behörden Anweisungen an die Mengtian-Laborkabine gesendet hatten, begann der „Schiffssekretär“ offiziell, autonom zu arbeiten. Da die Instrumente in der Experimentierkabine große Datenmengen verarbeiten müssen und die Methoden zur Berechnung der Dateninformationen unterschiedlich sind, sind die Beziehungen zwischen den Parametern komplex und kompliziert, insbesondere ist die vom Bus benötigte Kommunikationslast enorm. Um dieses Problem zu lösen, hat das Forschungs- und Entwicklungsteam die Probleme des hohen Buskommunikationsdurchsatzes und der hohen Echtzeitleistung durch angemessene Aufgabenzuweisung und Optimierungsalgorithmen effektiv gelöst.

Der „Schiffssekretär“ des Mengtian-Labormoduls hat eine Dateninteraktion mit dem Kernmodul und dem Wentian-Labormodul hinzugefügt, während die gleichen Funktionen auf dem Kernmodul beibehalten werden, was die Datenmenge erheblich erhöht und die Softwarefunktionen leistungsfähiger macht. Dies bedeutet, dass nach dem Andocken des Mengtian-Labormoduls an das Kernmodul die drei Module eine „Arbeitsgruppe“ bilden und so einen Informationsaustausch ermöglichen.

Darüber hinaus implementierte der „Onboard-Sekretär“ auch die On-Orbit-Softwarekoeffizienten- und Code-Update-Technologie durch Injektion und ergriff eine Reihe von Zuverlässigkeitsmaßnahmen, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit der aktualisierten Software zu gewährleisten. Der normale Betrieb der Software wird durch den Aktualisierungsvorgang nicht beeinträchtigt, sodass sichergestellt ist, dass die Raumstation während ihrer mehr als zehnjährigen Betriebszeit einen stabilen Betrieb gewährleisten kann.

Die grundlegende "T"-Konfiguration der dreimoduligen Raumstation