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  • 足球场大小的空间站,即将进行心脏手术,欲将寿命延长到2030年

    空间站已经发展到足球场大小,太空机构正在寻求将其寿命延长到2030年。自2000年以来,计算机一直在悄悄地保持这个轨道前哨的轨道和正确的位置,在后台运行。俄罗斯Zvezda模块中的数据管理系统(DMS)计算机,是20多年前由现在的空中客车公司建造。两台容错计算机收集数据,并为俄罗斯段提供导航、通信和操作。这些都是国际空间站运行所必需的,突然的故障可能会导致灾难性后果。

    足球场大小的空间站,即将进行心脏手术,欲将寿命延长到2030年

    为了确保连续性,三个单元并行工作,两个主用单元和一个备用单元在其中一个发生故障时接管。第四台计算机保留为备用计算机,一旦其中一台现役计算机出现问题就立即使用。【任务关键性升级】为即将发射到国际空间站的俄罗斯舱,即多用途实验室舱,建造了更多的容错计算机。新计算机耗尽了为地面维修和生产新计算机而留下来的备件。经过多年的操作,工程师们注意到,地面和在轨计算机上的大多数故障,都发生在计算机一个印刷电路板上的内存模块上。

    足球场大小的空间站,即将进行心脏手术,欲将寿命延长到2030年

    每一次,都有一台故障电脑被移走,回到地面维修,然后重新启动,需要很长时间的周转和对后勤的影响。此外,很快就清楚了,由于缺少部件,这种方法是不可持续的。经过广泛的技术讨论和在地球上的测试,工程师们证明了一种新的印刷电路板可以解决问题,这种电路板具有相同的形式和功能,但使用现代可用的元件制造。俄罗斯和欧洲团队考虑由空间站上的一名宇航员在失重状态下直接升级电脑板,相当于地球上的心脏直视手术!

    足球场大小的空间站,即将进行心脏手术,欲将寿命延长到2030年

    要演示这项任务并非易事,因为这些计算机不是为在轨维护而设计的,而且设备都是用小螺钉关闭的,有时甚至粘在适当的位置。就像准备太空行走一样,工程师和俄罗斯宇航员在地球上练习和演示了这一过程,以确保操作是可行的,可以在太空中进行而没有风险。相信这种方法会奏效,2015年订购了新的电脑板,并于2018年将其送往空间站。在等待新主板到达空间站时,一台故障的计算机被保持在轨道上。

    足球场大小的空间站,即将进行心脏手术,欲将寿命延长到2030年

    当新部件和训练有素的宇航员到达时,团队决定使用一个失败的装置作为测试案例。此前宇航员证实这台计算机在手术中幸存下来,但还不能确定它是否完全合适。机组人员在太空的时间很少,团队计划在安装经过心脏移植的计算机之前等待下一次故障,并对其进行全面检查。上个月,一台旧电脑出了问题,所以它被移走了,换成了新的。现在确认所有工作正常,令RSC-Energia、空客和欧空局的人员非常满意。

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    这一解决方案需要较低成本的地球轨道运输,因为只需要更换电路板,而不是整个单元,所以维修时间现在从6个月减少到几天。这类幕后工作除非出现问题,否则不会得到太多关注,但随着人类进一步探索我们的太阳系,需要新的方法,从Gateway开始,那里来自地球的补给并不容易获得。国际空间站的维护,展示了支持未来任务所需的经验和设计知识,同时确保更可持续的运营,这是一个双赢的局面。

    博科园|研究/来自:欧洲航天局ESA

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