神舟飞船用什么操作系统

发布网友发布时间：2022-05-02 01:29

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热心网友时间：2022-06-26 05:55

据了解，中国航天科技集团公司五院从2001年就开始研发星载计算机特有的操作系统——SpaceOS，并在2006年首飞成功。

那么SpaceOS为何许人也呢？首先，我们要了解SpaceOS系统，那么需要先了解航天飞船的计算机的特点。

航天器上的计算机将面临来自太空的环境的巨大挑战。在太空中，航天器的计算机将会遭到子、中子、重离子、电子的轰炸。同时“总剂量效应”和“单粒子效应”是两种典型的太空射线对空间计算机造成的损害，也是星载计算机同其它地面计算机的最大挑战。

并且，控制计算机要承受摄氏零下35度到70度的巨大变化，同时还要具有抗辐射、抗静电、抗震动等能力。在考核试验综合应力时，一面震动、一面温度急剧变化、同时多个条件加载，考验产品的极限性能都要满足。

不能关机、不能复位、不能初始化是航天器控制计算机的基本要求，地面上的通用计算机不可能做到一直运行，总有开机、关机的时候，如果出错，换个零件、升级一下软件都很容易实现，但是太空计算机如果出错，不可能更换故障元器件，只能通过及时的故障诊断、故障隔离和系统恢复解决问题。1998年欧洲阿里亚娜5号运载火箭失败，2011年国外航天器失败，都是由计算机系统错误导致的。

神州九号太空计算机（图片来源新浪微博）

太空计算机的外观与常见的商用计算机有着很大的不同。以神州九号太空计算机为例，它的外形是一个坚固的经过特殊处理的金属盒子，通过外露的接口与宇宙飞船各种设备相连接。这样坚固的构造保证了在起飞和降落阶段能够承载瞬间巨大的“加速度”冲击和剧烈的震动而不会损坏。并且整个太空计算机总重量的指标是十分苛求的——不能太重，大约是十几千克吧。

但是，即使是这样一个简朴的黑盒子，它的造价是我们常见的商用计算机的500倍以上。这就需要设计开发人员在工作中分外严格遵守操作流程。甚至有人开玩笑说，如果不小心烧毁一个芯片，那么一辆奥迪车就没了。

好了，介绍完硬件平台，那么我们就来说一下SpaceOS

航天计算机的硬件造价非常高，但是其硬件配置在我们看来却非常的低。据了解，502所从1998年开始研制星载计算机，从2006年，自主研发的SpaceOS操作系统成功运行，现在的神舟九号和天宫一号使用的都是用的这个操作系统。

那么接下来我们来解答上面的各种疑问。为何航天系统不采用Windows 或者Linux这些操作系统呢？

Windows 10

首先，我们需要了解到，家用操作系统与航天系统的要求并不相同，家庭电脑在多数情况下要求系统的均衡运行，能够满足我们日常的生活工作需求，例如同时运行多个程序而不影响系能，航天器的系统则不是这样的，他更多的只是承担某一个重要的认为而已。

同时，Linux/Unix/Windows这些都是通用操作系统，所以其需要兼顾的功能太多，利用音乐播放，游戏等等，所以其操作代码非常复杂，这也使得操作系统的稳定性要差很多。航天器的计算机并不需要满足这么多功能，只要能够完成所需的操作就可以了，这样的设计同时也是为了减少系统出现故障的几率。

而且，航天器的内存和CPU都非常弱，据称，天宫一号的CPU是10MHz的，内存是2M，这种配置跑Windows和Linux比较费劲，虽然采用Linux也并非不可能但要裁剪Linux内核确实太麻烦了。但那么大量的裁剪，谁来保证裁剪后的系统的稳定性？

更致命的是，Linux不是一个实时操作系统。航天飞船对计算机的要求必须是实时性，需要快速的反应人们的控制操作，航天系统对操作时间有这严格的要求，在太空中，一毫秒的时间也可能对非常产生巨大的影响。Linux/Unix/Windows他们是民用的操作系统，其内核设计并没有考虑实时性，所以他们并不适用于航天领域。

关于这款操作系统，很多人一直在质疑SpaceOS操作系统是否属于纯国货？

中国航天科技集团五院星载计算机首席专家华更新研究员总结说：“我国自主研发的空间计算机的操作系统SpaceOS，已经从引进、消化、吸收，逐步过渡到当前的自主可控。”

VxWorks

很多人质疑，SpaceOS主要内容是仿造美国风河系统公司的VxWorks653（653是产品名，并非版本号），那么事实是否如此呢？SpaceOS还是自主研发呢？

之所以说系统是自主研制，这只是代表着这个系统的代码是我国自己从头开始写的，但是在代码编写的过程中借鉴了现有VxWorks653系统的代码。SpaceOS代码非常少，其编写起来也并不是很复杂，完全能够实现国产，SpaceOS与其说是说是操作系统，实际就是一套硬件管理程序而已。

那么中国人未来能不能编写出自己的桌面通用操作系统呢？

在我看来，其实，在操作系统方面国内并不缺少技术，技术人员外我们可以花大价钱从竞争对手来挖，但是需要我们了解的事，操作系统并不是一个独立的存在，他还需要一个生态系统。Windows、安卓这些系统的成功，与其完善的生态系统有很大关系，我们即使能够自己研发一个操作系统，但是生态系统却不是靠自己能够解决的。

IT行业，看似一个简单的环境，其实牢固的基础也起着巨大的作用，我国错过了计算机基础发展的黄金阶段，这就需要后面我们来填补这个苦果，这个就与我国的钢材市场一样，虽然我国能够生产很多的钢坯等初级产品，但是高端的钢材却需要进口。所以任何一个产业，打牢基础都是非常重要的一件事。