空間站已經(jīng)發(fā)展到足球場(chǎng)大小，太空機(jī)構(gòu)正在尋求將其壽命延長(zhǎng)到2030年。自2000年以來(lái)，計(jì)算機(jī)一直在悄悄地保持這個(gè)軌道前哨的軌道和正確的位置，在后臺(tái)運(yùn)行。

俄羅斯Zvezda模塊中的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(DMS)計(jì)算機(jī)，是20多年前由現(xiàn)在的空中客車公司建造。兩臺(tái)容錯(cuò)計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)，并為俄羅斯段提供導(dǎo)航、通信和操作。這些都是國(guó)際空間站運(yùn)行所必需的，突然的故障可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性后果。

為了確保連續(xù)性，三個(gè)單元并行工作，兩個(gè)主用單元和一個(gè)備用單元在其中一個(gè)發(fā)生故障時(shí)接管。第四臺(tái)計(jì)算機(jī)保留為備用計(jì)算機(jī)，一旦其中一臺(tái)現(xiàn)役計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題就立即使用?！救蝿?wù)關(guān)鍵型升級(jí)】為即將發(fā)射到國(guó)際空間站的俄羅斯艙，即多用途實(shí)驗(yàn)室艙，建造了更多的容錯(cuò)計(jì)算機(jī)。新計(jì)算機(jī)耗盡了為地面維修和生產(chǎn)新計(jì)算機(jī)而留下來(lái)的備件。經(jīng)過(guò)多年的操作，工程師們注意到，地面和在軌計(jì)算機(jī)上的大多數(shù)故障，都發(fā)生在計(jì)算機(jī)一個(gè)印刷電路板上的內(nèi)存模塊上。

每一次，都有一臺(tái)故障電腦被移走，回到地面維修，然后重新啟動(dòng)，需要很長(zhǎng)時(shí)間的周轉(zhuǎn)和對(duì)后勤的影響。此外，很快就清楚了，由于缺少部件，這種方法是不可持續(xù)的。經(jīng)過(guò)廣泛的技術(shù)討論和在地球上的測(cè)試，工程師們證明了一種新的印刷電路板可以解決問題，這種電路板具有相同的形式和功能，但使用現(xiàn)代可用的元件制造。俄羅斯和歐洲團(tuán)隊(duì)考慮由空間站上的一名宇航員在失重狀態(tài)下直接升級(jí)電腦板，相當(dāng)于地球上的心臟直視手術(shù)！

要演示這項(xiàng)任務(wù)并非易事，因?yàn)檫@些計(jì)算機(jī)不是為在軌維護(hù)而設(shè)計(jì)的，而且設(shè)備都是用小螺釘關(guān)閉的，有時(shí)甚至粘在適當(dāng)?shù)奈恢?。就像?zhǔn)備太空行走一樣，工程師和俄羅斯宇航員在地球上練習(xí)和演示了這一過(guò)程，以確保操作是可行的，可以在太空中進(jìn)行而沒有風(fēng)險(xiǎn)。相信這種方法會(huì)奏效，2015年訂購(gòu)了新的電腦板，并于2018年將其送往空間站。在等待新主板到達(dá)空間站時(shí)，一臺(tái)故障的計(jì)算機(jī)被保持在軌道上。

當(dāng)新部件和訓(xùn)練有素的宇航員到達(dá)時(shí)，團(tuán)隊(duì)決定使用一個(gè)失敗的裝置作為測(cè)試案例。此前宇航員證實(shí)這臺(tái)計(jì)算機(jī)在手術(shù)中幸存下來(lái)，但還不能確定它是否完全合適。機(jī)組人員在太空的時(shí)間很少，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在安裝經(jīng)過(guò)心臟移植的計(jì)算機(jī)之前等待下一次故障，并對(duì)其進(jìn)行全面檢查。上個(gè)月，一臺(tái)舊電腦出了問題，所以它被移走了，換成了新的?，F(xiàn)在確認(rèn)所有工作正常，令RSC-Energia、空客和歐空局的人員非常滿意。

這一解決方案需要較低成本的地球軌道運(yùn)輸，因?yàn)橹恍枰鼡Q電路板，而不是整個(gè)單元，所以維修時(shí)間現(xiàn)在從6個(gè)月減少到幾天。這類幕后工作除非出現(xiàn)問題，否則不會(huì)得到太多關(guān)注，但隨著人類進(jìn)一步探索我們的太陽(yáng)系，需要新的方法，從Gateway開始，那里來(lái)自地球的補(bǔ)給并不容易獲得。國(guó)際空間站的維護(hù)，展示了支持未來(lái)任務(wù)所需的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)知識(shí)，同時(shí)確保更可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)，這是一個(gè)雙贏的局面。

博科園｜研究/來(lái)自：歐洲航天局ESA

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