好管更好用!“最年轻”核心舱分系统上线

4月29日,滨海小镇文昌沸腾了!长征五号发射升空,我国空间站核心舱——“天和”进入苍穹。
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“天和”发射正式开启了中国人的空间站时代,地处成都的中国航天科技集团第七研究院(以下简称“七院”)打造的多款“四川造”深度参与其中,而物资管理分系统就是其中一个。
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在发射现场的七院宇航型号技术负责人陈粤海心情紧张,由她和团队倾尽10年心血研制的物资管理分系统将在核心舱入轨后迎来“大考”。
物资管理分系统是空间站15个分系统中“最年轻”“最感性”的“新力军”,负责空间站所有物资的全生命周期管理及舱内在轨驻留辅助支持保障产品研制,是七院自主设计、研发的系统级产品,对该院深度参与宇航重大工程任务具有标志性意义。
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“‘年轻’是较其他系统来说,物资管理分系统立项时间最晚、研制周期最短。”陈粤海打开了话匣子,“直接关系航天员‘吃喝拉撒睡’,要考虑美学、工效学、色彩学,营造出宜人的舱内生活环境,也因此说它最‘感性’。”
“相关文献凤毛麟角,研制之路几乎两眼一抹黑。”面对未知,平均年龄不到33岁的核心团队从零开始,勇敢出征。
大到仪器设备,小到螺丝螺母,上万件的核心舱物资,以及后续对接舱段的所有物资,物资管理分系统都要管。为此,团队引入了时下最流行的自动识别技术——RFID技术,物体之间可以通过无线电波不接触快速交换和存储信息。这项在地面广受热捧的技术,“搬”上太空却遭遇不少麻烦。具体负责这项技术攻关的四川航天计量测试研究所研发一室主任龙文感受最深:“空间有限、电力珍贵、设备抗干扰要求极高……这一系列约束条件,让团队彷佛带着“镣铐”跳舞。”
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七部软件室主任张志介绍,“仅软件就更新过10个版本,有3次是完全推倒重来。”经过设计师们针对性改进,“太空版”RFID技术“横空出世”。航天员手持的RFID读写器如“磁铁”一样,将物资信息“吸”进来,舱内仪表和读写器终端实时更新物资的数量、状态、位置等信息,提示即将到期或需增补的物资。当航天员需要某件物品,系统会自动会计算出最优取用路线,并进行三维可视化引导。同时,物资信息也将备份在地面数据库中,确保天地数据的一致、可靠。
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好管更要好用。评价是否“好用”的人机工效学是一道必须要迈的门槛。“要预想、模拟航天员使用物品时的全部动作,让航天员用得方便、用得安全、用得省心。”七部总体设计师冯琦坦言,工效学评价着实“折磨”了团队一段时间。空间站设备24小时运转,会产生一定噪音,睡眠区要降噪,让航天员睡个安稳觉;物品不能有尖角、孔洞要避开手指易触及的位置;用于提示物品使用方法的标识字体、大小、粗细、位置都有明确规定。
好管更好用!“最年轻”核心舱分系统上线】此外,团队还专门打造了电子交互手册,利用VR技术,介绍舱内单机的用途和功能,并对其使用和维修进行动画演示,方便航天员快速掌握。

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