物聯(lián)網在航天領域的應用
物聯(lián)網的發(fā)展對航天領域的影響主要包括兩個方面:對航天產業(yè)鏈的影響以及對航天運載器發(fā)射和飛行過程的影響。
物聯(lián)網與航天產業(yè)鏈
航天技術的發(fā)展推動著眾多產業(yè)的技術進步,尤其是高性能金屬材料的進步以及制造技術的發(fā)展。物聯(lián)網可用于高性能金屬材料如鋁合金、鈦合金、高溫合金、超高強度鋼、金屬間化合物、鎂合金以及金屬磁性材料生產原材料、設備、產品質量以及人員的管理,生產工藝的精準控制與生產環(huán)境的安全監(jiān)控。
以航天產品最重要的產品質量管理為例目前航天型號產品的質量由嚴格的產品研制過程質量管理來控制。但是作為龐大的系統(tǒng)工程,航天型號產品的供應配套商數(shù)量非常巨大,以“神舟”飛船為例,僅元器件供應商就上千家。面對數(shù)量如此眾多的供應商,如何對供應商產品質量形成過程以及對各級供應商產品質量形成過程進行管控,已經成為航天產品質量管理的難點。同時,由于缺乏各級供應商的產品質量過程信息,在質量問題發(fā)生時,質量追溯變得非常困難。面對日益增加的型號,“舉一反三”的任務和難度也越來越大。這些問題已經成為航天型號產品質量管理的瓶頸,迫切需要相關的方法和技術來解決。
而將物聯(lián)網應用于航天產品質量管理具有良好的前景。物聯(lián)網網絡監(jiān)控貫穿于從原材料的采集到成品出廠的整個過程,航天產品的質量檢測滲透到航天產品生產的每個環(huán)節(jié)。即物聯(lián)網首先會對原材料的來源和質地進行檢測,防止假冒的材料進入生產環(huán)節(jié)。之后在產品生產過程中,物聯(lián)網不僅會對產品材料的質量進行實時的、全程的檢測,而且還要對產品加工工藝進行監(jiān)控,確保產品的任何生產環(huán)節(jié)都不出現(xiàn)失誤或減少失誤。在整個物聯(lián)網覆蓋下,航天產品的質量一直處在透明化管理中,以便有效保證航天產品各個方面的指標,從生產源頭上避免一些安全問題。
物聯(lián)網與航天器飛行過程
在航天飛行任務中,如何設計航天器的飛行過程,如何確定地面對航天器的控制操作,如何制定飛行控制計劃等,是地面飛行控制中心面臨的重大問題,是航天飛行任務規(guī)劃所要解決的基本問題,也是物聯(lián)網的內容,可以稱為飛行器發(fā)射和運行的地面檢測和控制物聯(lián)網。
此外,在航天器飛行過程中,由于航天系統(tǒng)通常是由運載系統(tǒng)、航天器系統(tǒng)以及為航天器的發(fā)射、跟蹤、控制、管理提供支持的測發(fā)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)四大部分組成的一個大系統(tǒng),是一個典型的涉及多人、多機、多環(huán)境的復雜工程系統(tǒng)。對航天系統(tǒng)而言,故障可能來自大系統(tǒng)的任何一個部件、子系統(tǒng)或分子系統(tǒng),也可能來自航天器與運行環(huán)境的沖突,或來自環(huán)境突變,甚至還會來自技術人員的誤操作,而任何一個小的故障都可能造成昂貴的航天器的損壞,威脅航天員的生命安全。以上討論的各監(jiān)測、控制系統(tǒng)其實就是物聯(lián)網在航天器及其運行過程中的具體應用。
另外,航天飛行特別是空間站及長期載人航天飛行中,航天特殊環(huán)境可以影響到航天員的生活質量和身體健康。對飛行員來說,任何的不適也可能導致嚴重的后果,使用物聯(lián)網技術檢測飛行員的生理特征變化,實時監(jiān)控飛行艙環(huán)境(包括溫度、重力等),對航天飛行員的生命安全以及飛行任務的順利進行也同樣意義重大。當然,還可以使用物聯(lián)網技術在無人航天器上自動采集航天飛行數(shù)據(jù)以及飛行任務中既定的目標數(shù)據(jù)(如誘變物種的細微變化),有效保證航天飛行按計劃進行。