从“三机热备份”看国产航天器操作性能

据报道，1月23日，我国航天器第三代操作系统SpaceOS-天卓问世，性能比之前的两代更为强大，可以满足载人航天工程的网络化建设。该系统具有高度精准的时效性，被率先应用于北斗卫星全球导航系统。

因为这款操作系统主要用于航天器，普通用户并不太熟悉。它是在第一代、第二代SpaceOS基础上升级而来。要想了解这个系统有多么强大，不妨先看一下旧闻，第二代SpaceOS应用于月球车的经典画面。

SpaceOS操作系统是我国百分之百的自主品牌，早在上世纪70年代就开始投入研发。当时，北京控制工程研究所开始研制我国第一台星载计算机，在没有借鉴的情况下，研发团队自己摸索，独立探索上天之路。

2006年，第一代SpaceOS系统投入“东方红四号”卫星，成功实现在轨运行。当时的操作系统还是非常简单的，尚属于机械性的运算，只做到了几种资源的管理和任务调度，没有实现任务间的通信和动态内存的管理。

2009年，“嫦娥三号”探月工程立项，要求实现“玉兔号”月球车在月面行走。对于这样的任务来说，简单的SpaceOS-1无法满足任务的要求，科研人员开始着手进行第二代产品的攻关。

2013年12月，“嫦娥三号”成功着陆月球，SpaceOS-2实现了对月球车的管理，可以同时管理几十个操作。月球车在月球地面行走，会遇到不同的路况，SpaceOS-2必须迅速做出反应，以避免车体发生侧翻、陷坑等意外事故。月球车不停地拍摄月球景象，SpaceOS-2需要快速地保存和处理图像数据。在这些过程中，“嫦娥三号”配备的“三机热备份”装置，显示出我国极具特色的技术能力。

一般卫星会装有两台计算机，一台工作时，另一台冷备份。如果计算机出现故障，就会切换到另一台。切换过程中，必然会出现秒级的时间差，造成信息的误读。“嫦娥三号”首次实现了三台计算机同时工作，三机参与同样的任务，如果其中一台出现差错，那么三机容错就会给出正确的答案。

三机热备份，比双机冷备份，虽然只是多了一台计算机，但是难度却是若干倍的。在研制过程中，研发人员的工作量和承受的压力是常人难以想象的，据透露，有些思路竟然是研发人员在梦中形成的。可见，产品得以成功，几乎到了人类思维的极限。

SpaceOS-2在内存管理和调度方法上，已经到达了国际上最先进的水平。截止目前，Space-1/2两代产品已经应用于300多个航天器，在轨可靠运行时间已经超过了8000星年。

而今，SpaceOS-天卓的问世，比第一代、第二代操作系统安全性更强，还具备精、快、信、智等优点。广大用户除了赞叹之外，更期望这样的操作系统不光用在月球车上，更能够普及，用在我们的购物车、无人机、玩具狗、铲土车、机器人等日常用具中，都来享受一下“太空级”的感觉。

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