航天器也要体检?
发布日期: 2020-12-08
信息来源: 我们的太空
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人的寿命是有限的,也会因为抵抗力差等原因出现生病的情况。航天器和人一样,也是有寿命的,且寿命也会有长有短,因此为了使它们在天上的日子尽可能延长、状态尽可能保证最佳,需要有人及时对它们的身体状况作出监视和评估。
航天器健康管理技术
就像我们定期做的体检一样,体检可以检验人体的生理机能,判断我们是否感染疾病或者身体是否处于健康状态。航天器的健康管理就是判断航天器及其组成部分的状态,以便于在航天器出现功能失灵时将其恢复到正常状态,在系统故障后将安全风险和对任务的影响降到最小。
航天器体检流程
实现航天器健康管理的基础是数据的获取和处理,这相当于我们体检时抽取各项标本分析以后所得的数据指标,再用这个数据和标准值比较。我们获取数据可以抽血、测量等等,那么航天器从哪里获得数据呢?
在航天器设计和研制阶段,针对它们在轨运行时需要监测的所有状态,设计相应的数据采集点,布置用于实时数据采集的传感器。这样航天器在轨运行时,通过这些传感器可以获取监测点的温度、压力、电压、电流等原始数据,这些数据被实时发送到地面飞控计算机系统,同时部分关键数据被传送到航天器本身带有的计算机系统。
通过对这些数据处理分析,实现对航天器的状态监测、健康评估、故障诊断、故障预测、维修决策等健康管理行为,这就是给航天器进行一次体检的流程。
航天器保持健康的方式
“自主治疗”——航天器能够对自身状态进行监控和感应,对出现的故障能够自主进行检测、隔离和恢复。
“求医问药”——地面系统掌握丰富的数据和计算资源,还有各个“专业科室”的专家坐镇,配备相应的仿真系统、验证系统和决策系统等,因此由地面对航天器的状态进行实时监视判断、决策、处置,对载人航天任务。
“私人医生”的职责
掌握航天器健康管理技术的科研人员是航天器的“私人医生”,这些“私人医生”的技能可不是传统的望闻问切,他们的必杀技是“悬丝诊脉”,通过无形的通信链路这根丝,和航天器连接起来,用数据来进行异常检测、健康状态评估、故障诊断、故障预测、影响分析、决策支持等等。这项技术在提高航天器的安全性与可靠性,以及降低成本方面将会发挥重要作用,将措施用在问题真正爆发前,用预防代替抢救。
目前,这些“私人医生”还在不断钻研“医术”提高“看诊”的智能化。未来航天器的健康管理将会更自主更高效,这种智能化的手段有望应用于我们中国自己的空间站任务和更广泛的载人航天和深空探测任务。
(责任编辑:周雁)