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讓“衛(wèi)星大腦”變得更智慧

添加時(shí)間：2021-09-29 23:40:39 來(lái)源：新華網(wǎng)
　　如何讓“衛(wèi)星大腦”更智慧？這需要把計(jì)算能力引入衛(wèi)星，一方面讓衛(wèi)星能夠享受硬件發(fā)展帶來(lái)的摩爾定律紅利，另一方面能夠通過(guò)軟件自定義衛(wèi)星功能，使衛(wèi)星的功能更加多樣化。
　　歐洲航天局（ESA）最近成功發(fā)射Eutelsat Quantum衛(wèi)星，這是世界首顆商業(yè)完全軟件定義衛(wèi)星。該衛(wèi)星基于軟件的設(shè)計(jì)，可以在軌道上重新編程，這將使用戶，尤其是政府和移動(dòng)市場(chǎng)的用戶能夠重新定義和塑造衛(wèi)星的性能和覆蓋范圍。
　　一般來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星由平臺(tái)和載荷兩大部分組成。如同汽車因配置不同有灑水車、消防車、救護(hù)車等，衛(wèi)星平臺(tái)根據(jù)載荷種類的不同，也可以劃分為遙感、通信、導(dǎo)航等功能不同的衛(wèi)星。傳統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射即定終身，功能“一生”不變，不可能由“灑水車”變?yōu)?ldquo;消防車”。
　　但隨著市場(chǎng)需求和技術(shù)快速迭代的沖擊，衛(wèi)星任務(wù)不斷向著復(fù)雜化和多樣化發(fā)展，這就需要衛(wèi)星具備能夠根據(jù)環(huán)境和任務(wù)類型重新定義的功能，以增加適應(yīng)性和靈活性。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，“衛(wèi)星大腦”需要變得更加智慧。
　　什么是“衛(wèi)星大腦”？通俗地說(shuō)，可以把所有衛(wèi)星的數(shù)字化部分，綜合理解為“衛(wèi)星大腦”。那如何讓“衛(wèi)星大腦”更智慧？這需要把計(jì)算能力引入衛(wèi)星，一方面讓衛(wèi)星能夠享受硬件發(fā)展帶來(lái)的摩爾定律紅利，另一方面能夠通過(guò)軟件自定義衛(wèi)星功能，使衛(wèi)星的功能更加多樣化。
　　從硬件方面來(lái)說(shuō)，以星載芯片為例，其迭代周期符合摩爾定律，為星上算力提供條件。芯片制造工藝的提升，一定程度上規(guī)避了很多以往芯片在空間環(huán)境中面臨的問(wèn)題。衛(wèi)星可選的芯片種類也不斷增加，尺寸變得更小、算力更強(qiáng)，迭代周期加快，這也是近年來(lái)“衛(wèi)星大腦”變得更智慧的重要原因。
　　可以看出，硬件的發(fā)展，給了軟件重構(gòu)功能的可能，因?yàn)檐浖拈_源環(huán)境隨著硬件發(fā)展越來(lái)越好，這也提升了星載軟件的開發(fā)資源。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像“大哥大”發(fā)展成智能手機(jī)的過(guò)程。
　　在軟件方面，在更加成熟的軟硬件一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，星載軟件工程師編寫一個(gè)類似安卓商店的應(yīng)用平臺(tái)，可以遠(yuǎn)程遙控來(lái)指揮衛(wèi)星提供不同服務(wù)，同時(shí)通過(guò)在軌升級(jí)來(lái)增加衛(wèi)星功能。
　　比如，現(xiàn)在已有衛(wèi)星軟件使用了分層隔離設(shè)計(jì)，引入類Linux操作系統(tǒng)強(qiáng)大的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)對(duì)設(shè)備、接口、管理等虛擬化、文件化的設(shè)計(jì)，將應(yīng)用層App和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)層隔離，以提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)的安全性并故障解耦。
　　星載應(yīng)用軟件的開發(fā)也實(shí)現(xiàn)了App化，每個(gè)App可獨(dú)立運(yùn)行、停止、重載和刪除，可以根據(jù)不同軌道情況，上注配置文件、修改App運(yùn)行狀態(tài)，而無(wú)需修改代碼。比如整星熱控系統(tǒng)的閾值表，會(huì)在飛控過(guò)程中不斷調(diào)整。
　　可以預(yù)見的是，未來(lái)“衛(wèi)星大腦”將會(huì)越來(lái)越智慧，航天科技服務(wù)人類并不遙遠(yuǎn)。
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