中國航天「專屬」操作系統(tǒng):完全自主研制,已經(jīng)搭載300多個(gè)航天器
在一些關(guān)鍵航天器、核心零部件上,我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化。
正如手機(jī)有手機(jī)的操作系統(tǒng),電腦有電腦的操作系統(tǒng),航天器也有自己的操作系統(tǒng)。
這不就在日前,一個(gè)名為“SpaceOS-天卓”的操作系統(tǒng)正式發(fā)布,這是一個(gè)可以滿足我國各類航天器在軌應(yīng)用需求的空間嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),并且是完全自主研制的。
“SpaceOS”已經(jīng)應(yīng)用于300多個(gè)航天器
其實(shí),此次最新發(fā)布的SpaceOS-天卓已經(jīng)是第三代SpaceOS產(chǎn)品了,由中國航天科技集團(tuán)有限公司空間技術(shù)研究院北京控制工程研究所研制。
回頭看SpaceOS的研發(fā)歷程,依據(jù)中國航天報(bào)報(bào)道,在20世紀(jì)70年代北京控制工程研究所研制我國第一臺(tái)星載計(jì)算機(jī)時(shí),就開始空間飛行器嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研制了。
第一代SpaceOS首發(fā)搭載于2006年發(fā)射的東方紅四號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)。彼時(shí),SpaceOSⅠ只能做到多種資源的管理和任務(wù)調(diào)度,至于任務(wù)間的通信和動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理等更為復(fù)雜的功能,則是沒有的。
不過考慮到衛(wèi)星的運(yùn)行軌道相對(duì)封閉和確定,SpaceOSⅠ的性能已經(jīng)足夠。
但等到要實(shí)現(xiàn)月面行走的嫦娥三號(hào)任務(wù)立項(xiàng),面對(duì)航天器智能性和自主性的高要求,SpaceOSⅠ不能再滿足需求。于是在SpaceOSⅠ運(yùn)行3年后,科研人員開始著手二代SpaceOS的研發(fā)。
2年后,SpaceOSⅡ正式推出,可以同時(shí)管理的任務(wù)由一代的5個(gè)躍升至幾十個(gè),也可以做到快速、有序存儲(chǔ)。之后,SpaceOSⅡ也首發(fā)搭載于2013年發(fā)射的嫦娥三號(hào)巡視器、探測器中心計(jì)算機(jī)上。
圖 | 嫦娥三號(hào)巡視器模型
直至今日,SpaceOSⅠ和SpaceOSⅡ已經(jīng)應(yīng)用于300多個(gè)航天器,在軌可靠運(yùn)行超過800星年。
第三代的“SpaceOS-天卓”則是于2019年開始研制,一年后完成產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
依據(jù)北京控制工程研究所星載計(jì)算機(jī)研制中心主任劉波的介紹,SpaceOS-天卓“能夠滿足載人航天的網(wǎng)絡(luò)化、可擴(kuò)展需求,衛(wèi)星通信的高實(shí)時(shí)性、高吞吐量數(shù)據(jù)交換需求,深空探測的自主、智能需求,星座組網(wǎng)的星間、星內(nèi)協(xié)同需求。”
除了SpaceOS,國產(chǎn)航天級(jí)操作系統(tǒng)還有一個(gè)“麒麟”
回顧過去兩年,我國航天事業(yè)有兩大突破,一個(gè)是首個(gè)火星探測器“天問一號(hào)”成功著陸火星,另一個(gè)是有了自己的空間站“天宮空間站”。而它們都采用了一個(gè)名為“麒麟”的國產(chǎn)自研操作系統(tǒng)。
該麒麟操作系統(tǒng)也被稱為“銀河麒麟”,是由中國國防科技大學(xué)研制的開源服務(wù)器操作系統(tǒng),于2001年開始研發(fā),旨在打破國外操作系統(tǒng)的壟斷。
其實(shí),麒麟操作系統(tǒng)最初是為地面計(jì)算機(jī)而開發(fā)的,所以與前面提到的SpaceOS不同,麒麟系統(tǒng)在民用領(lǐng)域也早有涉足,覆蓋了手機(jī)、平板、PC等終端設(shè)備。
至于麒麟系統(tǒng)何時(shí)登上航空器,還是從2016年開始。彼時(shí),航天科工采購了近萬套麒麟系統(tǒng),隨后便逐漸應(yīng)用在天舟飛船發(fā)射、北斗、軍用飛機(jī)等領(lǐng)域。
最后:航天器走近100%國產(chǎn)化
可以看到,不管是SpaceOS,還是麒麟系統(tǒng),它們最大的特征在于“完全自主研發(fā)”。而依據(jù)相關(guān)報(bào)道,中國航天器的“國產(chǎn)替代”行動(dòng),其實(shí)自2008年就開始了。至于效果,也是相當(dāng)明顯:
比如北斗工程,北斗三號(hào)衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到100%;比如發(fā)射火箭,多年前就已經(jīng)達(dá)到了99-100%的國產(chǎn)化水平;再比如天宮空間站,從產(chǎn)品到部組件、到原材料,以及關(guān)鍵核心器件,皆實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化……
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