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2011年2月4日,美國國防部了首個《國家安全航天戰(zhàn)略》(簡稱《航天戰(zhàn)略》),評估了不斷惡化的航天環(huán)境,提出未來十年航天戰(zhàn)略目標(biāo)與實現(xiàn)途徑,力圖構(gòu)建“北約”版的航天聯(lián)盟,“塑造新型航天領(lǐng)導(dǎo)地位”。
應(yīng)對三大挑戰(zhàn)的三大戰(zhàn)略目標(biāo)和五項戰(zhàn)略舉措
《航天戰(zhàn)略》從分析航天戰(zhàn)略環(huán)境人手,提出當(dāng)前面臨的三大挑戰(zhàn):一是太空越來越擁擠,目前有60多個國家和組織運行著1100多顆衛(wèi)星,已編目的太空碎片達(dá)到22000個,太空軌道與頻譜等資源日趨枯竭;二是太空對抗日益嚴(yán)重,一些國家和組織正針對美國航天系統(tǒng)的脆弱性,尋求發(fā)展“非對稱”對抗能力,以抗衡美國強(qiáng)大的軍事優(yōu)勢;三是航天競爭愈加激烈,發(fā)展航天技術(shù)和提供航天服務(wù)的國家不斷增多,美國的國際航天競爭優(yōu)勢不斷下降。
提出三大戰(zhàn)略目標(biāo):一是加強(qiáng)太空安全、穩(wěn)定;二是維持并提升航天給美國帶來的國家安全戰(zhàn)略優(yōu)勢;三是夯實支撐美國國家安全的航天工業(yè)基礎(chǔ),并勾畫了五項戰(zhàn)略舉措:一是促進(jìn)負(fù)責(zé)任的航天行為,和平與安全地利用太空;二是改善美國的航天能力;三是同負(fù)責(zé)任的國家、國際組織及商業(yè)公司合作;四是預(yù)防并阻止對保障美國國家安全的航天基礎(chǔ)設(shè)施的敵意侵犯;五是采取各種措施挫敗攻擊,并使航天系統(tǒng)能在性能降低的惡劣環(huán)境中運行。
提出塑造新型航天領(lǐng)導(dǎo)地位四大核心理念
一是力圖構(gòu)建航天新秩序,強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)地位。目前,美國作為唯一的航天超級大國,在航天事務(wù)上具有強(qiáng)勢的話語權(quán)。從《航天戰(zhàn)略》積極為“負(fù)責(zé)任”的航天活動制定標(biāo)準(zhǔn)、最佳慣例、透明度與信任措施以及行為準(zhǔn)則來看,美國正試圖將這種話語權(quán)轉(zhuǎn)變?yōu)橹贫ㄒ?guī)則的權(quán)力?!逗教鞈?zhàn)略》所勾畫的“負(fù)責(zé)任”的航天新秩序和行為準(zhǔn)則,其實質(zhì)是維護(hù)美國在太空的“先發(fā)優(yōu)勢”和既得利益,在美國主導(dǎo)的國際框架下解決太空爭端或沖突。
二是試圖構(gòu)建航天聯(lián)盟,實施全面遏制。可以預(yù)見,美國將以北約為樣板在航天領(lǐng)域形成利益聯(lián)盟,達(dá)成航天制造和航天服務(wù)即使不由美國所提供、也要由美國所控制的目的。美國實施航天壟斷和全面遏制的用意在于,一方面增強(qiáng)自身航天優(yōu)勢,確保在危機(jī)時刻美國及其盟友的航天能力不被對手所用,另一方面實施更為嚴(yán)厲的出口管制,從而限制其他國家的航天發(fā)展。
三是實施多重威懾,確保太空安全。首先,以秩序和結(jié)盟等方式,增加對美國太空突襲的政治風(fēng)險;其次,提高航天系統(tǒng)抗毀性,降低對美國太空突襲產(chǎn)生的預(yù)期效果;第三,增強(qiáng)太空態(tài)勢與對抗能力,告誡敵手太空突襲必將招致嚴(yán)厲懲罰,不僅是“以牙還牙”式的太空還擊,還可能是報復(fù)性的地面軍事打擊?! 岸嘀赝亍钡膶嵸|(zhì)是采取增加代價的方式彌補(bǔ)航天系統(tǒng)的脆弱性,旨在保護(hù)美國的太空安全。
四是發(fā)展高效創(chuàng)新能力,擴(kuò)大戰(zhàn)略優(yōu)勢。近年來,由于軍事航天系統(tǒng)采辦遭遇“拖降漲”問題,致使美軍航天優(yōu)勢的增速放緩。為確保國家航天安全需求,《航天戰(zhàn)略》以面向?qū)崙?zhàn)為牽引,摒棄發(fā)展“完美”裝備的思路,走高效、靈活的道路,來確保系統(tǒng)能力按期交付。這對航天采辦程序和創(chuàng)新能力提出了更高要求。特別是,孕育中的航天技術(shù),如快速響應(yīng)太空技術(shù)、模塊化航天器技術(shù),一旦取得突破,將加大與對手技術(shù)“代差”,有效支撐擴(kuò)大戰(zhàn)略優(yōu)勢的戰(zhàn)略目標(biāo)。
幾點啟示
(1)重視太空安全,制訂國家頂層航天發(fā)展戰(zhàn)略
航天在國家的政治、經(jīng)濟(jì)與軍事發(fā)展中的地位更加凸顯。為應(yīng)對當(dāng)前全球面臨的太空擁擠、對抗和競爭三大挑戰(zhàn),為在新一輪航天競爭中處于優(yōu)勢地位,我國應(yīng)在國家層面制訂可持續(xù)航天發(fā)展戰(zhàn)略,做到統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、協(xié)調(diào)發(fā)展。
(2)努力提升自身航天能力
航天實力是國際航天戰(zhàn)略格局的決定力量,因此我國必須堅定不移地發(fā)展航天能力,加強(qiáng)航天技術(shù)的自主研究,夯實航天產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),建立可靠的航天運輸和實用化的航天系統(tǒng),以航天整體實力的提升,增強(qiáng)我國在國際航天領(lǐng)域的競爭能力。
關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程;多用戶程序調(diào)試;跨平臺;web services;Eclipse
中圖分類號:TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2008)29-0368-02
Design and Implementation of ADE Debugging Subsystem Based on Eclipse/Web Services
ZHU Ping, ZHU Hong-ming
(SAST-Tongji Spaceflight Embedded Computing Lab,School of Software Engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China)
Abstract: This paper introduces the design and implementation of a debugging subsystem of ADE system which supports multi-user and multi-platform. This subsystem has been implemented the portability of platform and module,supporting remote debugging Linux platform’s ADA code on Windows platform. The development of this system remedies the absence of mature and perfect ADA integration development environment in aerospace area. It has highly practical value. The development of this system is based on Web services,which has many advantages on solving different system platform、large interactive data and complicated data structure problems and is independent of platform so as to access different system platform code debugging.
Key words: remote; program debugging for multi-user; cross-platform; Web services; Eclipse
1 引言
Ada語言語法嚴(yán)禁,易讀性好,通常是作為長生命周期,關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)的程序設(shè)計語言。一度被美國國防部強(qiáng)制指定為軍用武器系統(tǒng)的唯一開發(fā)語言,并且美國航空航天局也廣泛使用Ada作為航天飛機(jī),以及各種空間探測器的編制程序語言[1]。隨著我國航天技術(shù)的發(fā)展,Ada語言也逐漸成為了開發(fā)星載軟件主要語言。但是當(dāng)前并沒有成熟完善便捷的圖形化Ada集成開發(fā)環(huán)境。Linux環(huán)境下的調(diào)試器GDB只支持命令行形式的調(diào)試輸入,而數(shù)量龐大的調(diào)試命令及抽象的調(diào)試參數(shù)給廣大軟件開發(fā)者帶來很大的壓力和負(fù)擔(dān)。此外,受到當(dāng)前大量開發(fā)人員對Linux的操作不熟練的限制,在很大程度上阻礙了星載軟件的順利開發(fā)和我國航天技術(shù)的發(fā)展。
這樣的背景下,上海航天―同濟(jì)大學(xué)航天嵌入式計算機(jī)技術(shù)研究中心與上海航天809所合作設(shè)計開發(fā)了Ada集成開發(fā)環(huán)境(即ADE系統(tǒng))。該系統(tǒng)具有以下特點:1) 采用圖形化界面;2) 用戶界面友好;3) 支持多用戶;4) 支持跨平臺操作;5) 支持調(diào)試平臺的選擇。該系統(tǒng)層次化模塊化的設(shè)計思想實現(xiàn)了良好的模塊可移植性。ADE系統(tǒng)提供Ada程序碼編寫、代碼編譯、代碼調(diào)試等功能。代碼調(diào)試是軟件開發(fā)過程中十分重要的一個環(huán)節(jié),跨平臺的多用戶并行調(diào)試也是當(dāng)前調(diào)試技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。本文所討論的是ADE系統(tǒng)中Ada代碼跨平臺調(diào)試子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(下文中用子系統(tǒng)簡稱之)。
該子系統(tǒng)使用了Java 語言和c語言,利用Web Services 技術(shù)和Eclipse 插件技術(shù)來完成開發(fā),使整個系統(tǒng)具有多平臺性和較好的擴(kuò)展性。
2 工具環(huán)境
2.1 web services技術(shù)
Web Services[2]主要指為一些功能提供接口,使其可以被Web上的其他應(yīng)用程序訪問的一種技術(shù)。目前,Web Services 技術(shù)體系的實現(xiàn)主要依靠以XML,SOAP 和WSDL等開放性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的一系列標(biāo)準(zhǔn),具有松散耦合、重用性好、互操作性強(qiáng)等優(yōu)點。這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在不同方面支持了Web Services 的架構(gòu)實現(xiàn),結(jié)合起來構(gòu)成了整個Web Services 體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議棧[3],如圖1所示。
正如上文提到調(diào)試過程中用戶與系統(tǒng)交互的數(shù)據(jù)量巨大,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使我們無法采用socket來完成所有的工作,所以我們采用了Web services技術(shù)。Web Services為ADE系統(tǒng)提供了一組功能并通過使用標(biāo)準(zhǔn)的接口使這組功能可重用。這些標(biāo)準(zhǔn)接口使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的XML 概念描述系統(tǒng)提供的服務(wù),定義了消息格式、數(shù)據(jù)類型和傳輸協(xié)議等內(nèi)容,但隱藏了實現(xiàn)服務(wù)的細(xì)節(jié)。服務(wù)器端抽象出的這些服務(wù)的接口,客戶端采用了基于XML 的標(biāo)準(zhǔn)化格式通過Web 進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用。
2.2 主要開發(fā)工具
在該子系統(tǒng)中,客戶端使用Java+Apache-CXF開發(fā)調(diào)用服務(wù),利用Eclipse SWT/JFace[4]技術(shù)開發(fā)界面服務(wù),提高適用性,并用Eclipse插件技術(shù)將其包裝成Eclipse插件,作為跨平臺軟件開發(fā)系統(tǒng)中應(yīng)用Web services的有機(jī)組成部分;每層能夠獨立擴(kuò)展,較好地克服了傳統(tǒng)模式這方面的缺陷。該子系統(tǒng)利用Web Services 技術(shù)中諸如安全性高等特點,從而提高了應(yīng)用效率,實現(xiàn)了更充分的資源共享。
Web服務(wù)器端采用Apache httpd+ gSoap等技術(shù)開發(fā)Web服務(wù)。
3 系統(tǒng)設(shè)計方案
【關(guān)鍵詞】物理學(xué);牛頓力學(xué);工業(yè)革命;人類文明
俗話說:“學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕。”這其中的“理”就是指的“物理”。此話雖然有些片面,但也道出了物理學(xué)的重要性。物理學(xué)一詞,源自希臘文physikos,很長時期內(nèi),它和自然哲學(xué)(natural philosophy)同義,探究物質(zhì)世界最基本的變化規(guī)律。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,社會的進(jìn)步和文化知識的擴(kuò)展、深化,物理學(xué)以純思辨的哲學(xué)演變到以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。物理學(xué)研究的對象包括力、熱、電、光、磁、聲,從宏觀領(lǐng)域到微觀領(lǐng)域,得到了一系列對自然現(xiàn)象的科學(xué)解釋并形成理論,最終形成發(fā)明創(chuàng)造,推動了人類文明的進(jìn)步。物理學(xué)的高技術(shù)和強(qiáng)滲透性也使之成為社會發(fā)展的重要推動力。物理學(xué)給人類提供了大量的物質(zhì)財富,同時也提供了精神財富。
迄今為止,物理學(xué)所創(chuàng)造出來的所有成果無一不是人類身體某一部位的延伸和替代。人造衛(wèi)星、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)等等是人類眼睛的延伸;手機(jī)、電話、雷達(dá)等等是人類耳朵的延伸;汽車、輪船飛機(jī)等運輸工具是人類腿和腳的延伸;槍炮、導(dǎo)彈和火箭等等是人類胳膊和手的延伸;電腦、機(jī)器人是整個人的延伸;現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的診療手段也離不開物理學(xué),X光、核磁共振、CT、B超、放射性療法等等都是基于物理學(xué)??v觀人類文明的發(fā)展史,就是一部物理學(xué)的發(fā)展史。
一、物理學(xué)初建
古時候人們就嘗試著理解這個世界:為什么物體會往地上掉,為什么不同的物質(zhì)有不同的性質(zhì),地球、太陽以及月亮這些星體究竟是遵循著什么規(guī)律在運動,人們提出了各種理論試圖解釋這個世界。這些早期的理論在今天看來更像是一些哲學(xué)理論。古希臘哲學(xué)家亞里士多德創(chuàng)造了物理這門學(xué)科的名稱,但由于歷史的局限性,他對物理的很多認(rèn)識卻是錯誤的,比如他認(rèn)為,物體下落的速度與物體的重量有關(guān),物體越重,下落越快。這一理論最終被伽利略的“大球小球同時落地”的實驗所。古希臘哲學(xué)家、物理學(xué)家阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力定律和杠桿原理,并發(fā)明設(shè)計制造了多種機(jī)械,如螺旋揚水器、軍用投射器。德謨克利特最先提出了原子論,認(rèn)為萬物都是由原子組成的,原子是不可分割的最小微粒。天文學(xué)從強(qiáng)勢的“地心說”到開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律:軌道定律、面積定律和周期定律,哥白尼、布魯諾等天文學(xué)家付出了巨大努力。電磁學(xué)方面發(fā)現(xiàn)了摩擦起電、磁石吸鐵等物理現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了指南針。古代物理學(xué)還稱不上真正的科學(xué),更多的是基于思辨,對于生活經(jīng)驗和自然現(xiàn)象的總結(jié)。
二、牛頓出版《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》
牛頓出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是人類歷史上第一次科學(xué)革命的集大成之作。這部巨著闡述了萬有引力定律和運動三大定律(慣性定律、力和運動關(guān)系的定律、作用力與反作用力定律),把物體運動統(tǒng)一在一個嚴(yán)密的理論中――牛頓力學(xué)。根據(jù)牛頓力學(xué),我們知道了:蘋果為什么總是落到地上;慣性是什么;為什么劃槳能使船前行;為什么月球圍繞地球運轉(zhuǎn)并出現(xiàn)陰晴圓缺等等。這是經(jīng)典力學(xué)的第一部經(jīng)典著作,也是人類掌握的第一個完整的科學(xué)的宇宙論和科學(xué)理論體系,其影響所及遍布經(jīng)典自然科學(xué)的所有領(lǐng)域,并發(fā)展出許多學(xué)科:宇宙天文學(xué)、航空航天科學(xué)、工程力學(xué)、建筑學(xué)、機(jī)械制造、原子核科學(xué)等等。宇宙天文學(xué)的發(fā)展,使我們對宇宙的起源有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。航天科學(xué)的發(fā)展讓人類的飛天夢成為現(xiàn)實。
三、物理學(xué)與第一次工業(yè)革命
18世紀(jì)中期,以蒸汽機(jī)的廣泛使用為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命開始了人類的工業(yè)化進(jìn)程。蒸汽機(jī)的發(fā)明是基于熱學(xué)的發(fā)展。蒸汽機(jī)利用水沸騰產(chǎn)生的高壓蒸汽推動活塞做功,產(chǎn)生動力帶動機(jī)器工作。從18世紀(jì)晚期開始,蒸汽機(jī)廣泛應(yīng)用在采礦、冶煉、紡織、機(jī)械制造、化工等領(lǐng)域,并出現(xiàn)蒸汽輪船、蒸汽機(jī)車、蒸汽汽車,蒸汽機(jī)成為了當(dāng)時各行業(yè)的主要動力機(jī)械。蒸汽機(jī)的發(fā)明,解放了人類的雙手,促成了傳統(tǒng)手工業(yè)向機(jī)械化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變,陸上和海上長途運輸成為可能,極大地提高了生產(chǎn)生活效率。
四、物理學(xué)與第二次工業(yè)革命
電的使用開啟了人類歷史上的第二次工業(yè)革命。1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流有磁效應(yīng),開始人類研究電與磁的相互關(guān)系的序幕。1831年,英國物理學(xué)家法拉第建立了電磁感應(yīng)定律,創(chuàng)立了電磁學(xué)的基礎(chǔ),使發(fā)電機(jī)和發(fā)動機(jī)的制造成為可能。德國工程師西門子根據(jù)閉合線圈的磁通量發(fā)生改變可能產(chǎn)生電流的原理,發(fā)明了第一臺自饋式發(fā)電機(jī),可以產(chǎn)生較大的功率,同時體積也較輕巧。從此,電能開始成為主要能源并推動工業(yè)向前發(fā)展,繼而出現(xiàn)了電動機(jī)、電機(jī)車、電燈、電視機(jī)和電工儀器儀表等許多改變?nèi)祟惿罘绞降碾娖髟O(shè)備。1873年,蘇格蘭物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表的《論電與磁》開創(chuàng)了電動力學(xué),是現(xiàn)代電工學(xué)的開端。麥克斯韋提出了光的電磁說,并預(yù)言了電磁波的存在。電磁波是現(xiàn)代通信的基礎(chǔ),無線電、手機(jī)、衛(wèi)星就是通過電磁波進(jìn)行信號傳輸,實現(xiàn)人類遠(yuǎn)距離傳輸和交換信息。
五、物理學(xué)與第三次工業(yè)革命
進(jìn)入二十世紀(jì),由于原子能、電子計算機(jī)、微電子技術(shù)、航天技術(shù)、分子生物學(xué)和遺傳工程等領(lǐng)域的研究進(jìn)展,出現(xiàn)了第三次工業(yè)革命,這是一場不同于傳統(tǒng)工業(yè)的信息技術(shù)革命,標(biāo)志著工業(yè)進(jìn)入自動化時代。
(1)物理學(xué)與微電子技術(shù)
1947年,美國貝爾實驗室的肖克萊、巴丁和布拉頓研究出一種點接觸鍺晶體管。晶體管是20世紀(jì)一項重大發(fā)明,開啟了微電子革命的先聲。1954年,貝爾實驗室研制出第一臺使用晶體管集成電路的計算機(jī)。以晶體管為基礎(chǔ)的集成電路,也叫芯片,使信息處理設(shè)備小型化、便攜化。如今,大到工業(yè)設(shè)備、交通工具,小到各種生活設(shè)備,凡是有電的設(shè)備,幾乎都有芯片對信息進(jìn)行處理。在當(dāng)今信息大爆炸的時代,微電子技術(shù)使得信息接收、存儲、處理更加便捷和高效。計算機(jī)以及各種“人機(jī)控制系統(tǒng)”廣泛應(yīng)用,使生產(chǎn)、辦公、家庭生活自動化。人類社會從機(jī)械化、電氣化進(jìn)入到一個更高級的自動化時代。
(2)物理學(xué)與能源
工業(yè)的發(fā)展離不開能源的供應(yīng),傳統(tǒng)的電能、水能、化學(xué)能越來越不能滿足日益增長的能源需求。核能作為一種高效、清潔能源能極大緩解能源危機(jī)。核能的利用得益于原子核物理的發(fā)展。從19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)放射性到1932年發(fā)現(xiàn)中子、正電子和氘,原子核理論為核物理奠定了基礎(chǔ)。1938年,德國化學(xué)家哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)了鈾核的裂變,從而找到了一種利用核能的途徑。1942年,美國成功建造了世界上第一座核反應(yīng)堆,它顯示核能時代的到來。目前,我國也有兩座正在運行的核電站:秦山和大亞灣核電站,產(chǎn)生的電能為長三角和珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)?,F(xiàn)在科學(xué)家們正在研究可控核聚變,這種核聚變可以用海水和輕核作為原料的,是真正意義上的取之不竭,用之不盡的能源。
(3)物理學(xué)與航天技術(shù)
20世紀(jì)50年代興起的航天技術(shù)使得人類的飛天夢成為現(xiàn)實。1957年,前蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星,開創(chuàng)了人類航天新紀(jì)元。如今,人類發(fā)射的偵察、預(yù)警、通信導(dǎo)航、天文氣象、海洋監(jiān)視、測地探礦等應(yīng)用衛(wèi)星,在經(jīng)濟(jì)、軍事和科研中發(fā)揮了巨大的作用。航天技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù),和物理學(xué)密切相關(guān),每一步的發(fā)展都離不開物理學(xué)的指導(dǎo)和運用。火箭推進(jìn)技術(shù)、人造衛(wèi)星運行軌道計算、空間通信、載人航天器設(shè)計技術(shù)、登月技術(shù)、深空探測技術(shù)等一系列航天技術(shù)涵蓋了基礎(chǔ)物理學(xué)的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)各個領(lǐng)域??梢灶A(yù)見,未來人類移居外星球、發(fā)現(xiàn)外星人、尋找宇宙的起源等等都離不開基于物理學(xué)的航天技術(shù)的發(fā)展。
六、物理學(xué)與人類未來
物理學(xué)是一門不斷改變?nèi)祟惿詈屯苿由鐣M(jìn)步的科學(xué),從宏觀的經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展到微觀的電動力學(xué)、量子力學(xué)等,并將在未來深入到粒子物理、納米材料物理、天體物理(引力波)、生命科學(xué)物理領(lǐng)域。宇宙是怎么產(chǎn)生的,宇宙的組成是什么,物質(zhì)的最基本粒子是什么,人類是否能穿越時空,人類是否能實現(xiàn)長生不老,這些問題都需要物理學(xué)去解決。物理學(xué)將繼續(xù)推動人類文明向前發(fā)展!
10月17日凌晨,位于四子王旗阿木古朗牧場主著陸場星光燦爛。這是一段令人焦急的時光,“神六”飛船在航行了325萬公里之后,正沿著既定的目標(biāo),飛向祖國的懷抱。
4時08分,喀什測控站發(fā)現(xiàn)目標(biāo),飛船飛入祖國上空。一朵“彩云”出現(xiàn)在廣闊的草原上。在1200平方米的主降落傘牽引下,飛船緩緩向預(yù)定著陸點飄落。飛船距離地面1米時,反推發(fā)動機(jī)精確點火。返回艙的速度由8米/秒迅速下降到1米/秒,如同一片羽毛,輕輕地落在草原上。4時33分,飛船返回艙著陸,航天員報告身體感覺良好。
5時38分,身著航天服的費俊龍自主出艙,聶海勝隨后走出,揮動鮮花向搜救人員致意,歡呼聲驚醒了草原的黎明。這一刻,距離神舟六號發(fā)射115個小時又32分鐘;距離楊利偉完成中國首次載人航天飛行后順利返回兩年又22個小時,距離中國載人和航天工程啟動13年又26天。
神舟六號給全世界留下深刻印象。兩名中國航天員往返于天地的全過程執(zhí)行得非常準(zhǔn)確,是人類航天史上一次真正的完美之旅。
“神六”方方面面都很圓滿
“神六”從一開始就有圓滿的兆頭。發(fā)射定在10月12日上午9時整,盡管發(fā)射的時間還可以往后延幾天,但二號F型火箭就在那一刻點火,分秒不差。幾百秒的升空過程,每一秒都在執(zhí)行著設(shè)定好的程序,新裝在火箭上的攝像鏡頭把關(guān)鍵的動作清清楚楚地傳回了地面:一、二級火箭分離的那一刻,4個助推器瞬間拋落,然后一級火箭掉了下來。緊接著,拋離整流罩,飛船和二級火箭分離,一切都在掌握之中。
整個上升段,中國運載火箭研究院的科研人員們雖說有點緊張,但心里是有底的。這一次任務(wù),對于他們而言,和過去5次完全一樣。從神舟一號到神舟五號任務(wù),他們都做得絲絲入扣,表現(xiàn)非常穩(wěn)定。而且,每次完成任務(wù)后,他們都要細(xì)細(xì)地查一遍全過程:發(fā)現(xiàn)不足,立刻盡全力改進(jìn)。
神舟五號首次載人航天任務(wù)中,楊利偉回來反映,上升過程中振動和噪音很大,感覺難受。神舟六號任務(wù),二號F型火箭在這方面下了大工夫,減振、吸振,降、吸噪音。飛船里的鏡頭拍得清楚,兩名航天員在這次火箭發(fā)射過程中,比上次要好受多了。
飛船的運行和返回是圓滿的。自從準(zhǔn)確入軌后,神舟六號飛船的工作狀態(tài)非常出色。中國獨創(chuàng)的可旋轉(zhuǎn)太陽帆板始終準(zhǔn)確地對著太陽,而不必調(diào)整整個飛船的姿態(tài)。更重要的是,飛船為航天員創(chuàng)造了安全、舒適的太空生活和工作環(huán)境。
神舟一號到神舟五號飛船的總設(shè)計師戚發(fā)軔說,飛船里的生活環(huán)境非常好。在返回段,飛船對付高熱和沖擊的所有手段都充分發(fā)揮了作用。戚發(fā)軔說,最終能夠準(zhǔn)時、精確、安全地著陸,說明這次的預(yù)報、修正指令非常準(zhǔn)確,著陸點離預(yù)定的理論著落點只有一兩公里,是10環(huán)里的10環(huán)。俄羅斯的“聯(lián)盟”號飛船著陸點曾經(jīng)誤差了460多公里,搜尋人員整整1天后才找到航天員。
戚發(fā)軔還特別提到了返回艙的直立著陸。他說,這個狀態(tài)著陸是最安全的,那真是天時、地利、人和的結(jié)果。天時,氣象預(yù)報很準(zhǔn),降落時風(fēng)非常?。坏乩?,著陸點一馬平川,返回艙不至于翻倒;人和,航天員斷傘指令給得非常及時,避免了返回艙被風(fēng)刮倒。從神舟一號到現(xiàn)在,返回艙只有兩次是這種狀態(tài)著陸的。在115個多小時的飛行過程中,“神六”沒有使用一個故障對策。
測控通訊和指控系統(tǒng)同樣是圓滿的。比如聲音和圖像的通訊,電視已經(jīng)把效果展示無遺。地面指令的遙控注入,從飛船返回指令的準(zhǔn)確執(zhí)行就可見一斑,要是稍有遲誤,落點會飄移很遠(yuǎn)。
圓滿背后的自主創(chuàng)新
神舟六號,中國制造。從神舟一號到六號,通過自力更生、自主創(chuàng)新,我國載人航天技術(shù)突破了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),有8項關(guān)鍵航天飛控技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。這些都為神六的圓滿提供了可靠的技術(shù)保障。8項關(guān)鍵航天飛控技術(shù)分別是:高精度定平軌技術(shù)、高精度軌道機(jī)動控制技術(shù)、精確返回控制技術(shù)、測控過程可視化技術(shù)、飛行控制自動化技術(shù)、軟件構(gòu)件化技術(shù)、智能化故障診斷技術(shù)和應(yīng)急救生控制技術(shù)。
例如,精確返回控制技術(shù),這是載人飛行任務(wù)安全成功的核心技術(shù)之一,我國獨創(chuàng)性地研究了返回控制參數(shù)計算與返回落點預(yù)報方法,在目標(biāo)落點計算精度、準(zhǔn)確性和可靠性上優(yōu)于任務(wù)總體要求,填補(bǔ)了國內(nèi)空白,使我國成為繼俄、美之后第三個掌握此項技術(shù)的國家。
又如,飛行控制自動化技術(shù),我國創(chuàng)造性地實現(xiàn)了遙控發(fā)令、數(shù)據(jù)注入、軌道計算預(yù)報等軟件運行的高度自動化,提高了科學(xué)管理水平和指揮效能,實現(xiàn)了在2秒鐘內(nèi)把指令發(fā)送到飛船。這種透明控制方式在中國航天領(lǐng)域是史無前例的,在世界航天測控領(lǐng)域也屬一流。
再如,應(yīng)急救生控制技術(shù),基于地面飛行控制中心的大氣層外應(yīng)急救生控制技術(shù),使航天員能夠在任一圈次選擇安全返回地面,被譽(yù)為是中國特色的載人航天技術(shù)創(chuàng)新,填補(bǔ)了我國航天測控領(lǐng)域的一項空白。
圓滿背后的嚴(yán)格管理
航天,尤其是載人航天,講究“子樣”要多,也就是說發(fā)射次數(shù)要多,試驗次數(shù)多,成功率才更可靠。美蘇在首次載人航天之前,試驗的發(fā)射都有七八次,而中國只有4次;美蘇從1人1天到2人多天,當(dāng)中又發(fā)射了五六次,而中國緊接著就上了2人5天。我國絲毫沒有因為“子樣”少而使火箭、飛船的可靠性下降。
嚴(yán)格的元器件和系統(tǒng)質(zhì)量控制使得載人航天產(chǎn)品的可靠性呈幾何級數(shù)提高。二號F型火箭的總設(shè)計師劉竹生說,元器件有民用級、普通軍用級、宇航級之分。二號F型火箭和神舟飛船絕大多數(shù)元器件的每小時失效率是10的負(fù)9次方到負(fù)10次方,也就是說每工作1小時,10億個乃至100億個元器件中只有1個會失效。而民用級元器件的每小時失效率指標(biāo)是10的負(fù)5或負(fù)6次方。更嚴(yán)格的是,在實踐中,只要發(fā)現(xiàn)一個產(chǎn)品有問題,同一批產(chǎn)品就全部換掉。神舟三號飛船進(jìn)發(fā)射場測試時,只發(fā)現(xiàn)一個電纜插頭出了點問題,最終,卻在發(fā)射場換掉了飛船上的同一批7000多個插頭。
總結(jié)世界航天史,幾乎所有的悲劇都是由一些很小的細(xì)節(jié)疏忽釀成的。1986年,美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)爆炸,只是由一個小小的密封墊圈在低溫下失效引起的?!案鐐惐葋啞碧柡教祜w機(jī)返回時在空中解體,原因僅僅是在起飛時,脫落的殘片碰掉了左機(jī)翼上一塊隔熱瓦……
神舟一號到五號,每次任務(wù)都成功,但每次都發(fā)現(xiàn)有非常細(xì)小的問題。酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地的一位女工程師寫了一本《天堂里也有車來人往》,詳細(xì)記載了神舟一號到五號飛船的詳細(xì)發(fā)射過程。“神二”時,曾經(jīng)因為火箭慣性平臺內(nèi)環(huán)軸端一根導(dǎo)線碰到內(nèi)壁的電纜束管,導(dǎo)致3個方向的陀螺參數(shù)超過誤差允許范圍;“神三”測試時,曾發(fā)現(xiàn)兩根導(dǎo)線接反,結(jié)果一臺儀器漏電;“神五”測試時,發(fā)現(xiàn)由于電源里電器固定螺絲松動,引起電流過大、電機(jī)過熱。在這些微小問題的發(fā)現(xiàn)和解決中,中國載人航天細(xì)致入微的管理制度日臻完善?!吧窳钡膱A滿正是建筑在從“神一”到“神五”不斷發(fā)現(xiàn)問題、不斷解決隱患,不斷提高系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上。
圓滿背后的工業(yè)實力
在決定中國載人航天是否需要電視直播時,曾幾次征求航天人的意見。一次是在各總指揮、總設(shè)計師等36人參加的載人航天高層投票中,有24票贊成電視直播。再一次是在一線試驗大隊中投標(biāo),出人意料的是,270多名嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)、不事張揚的一線航天科研人員中,竟有240多人同意直播。從這里,我們不難看出,載人航天的參與者們對載人飛船執(zhí)行任務(wù)的信心有多強(qiáng)。在這背后,是設(shè)計者們對自己國家科技、工業(yè)和綜合實力迅速提升的自信。
致力于體系化的、長期的歐洲防務(wù)合作
歐盟各國在軍事能力領(lǐng)域的合作是非常必要的。該報告要求歐盟理事會強(qiáng)力推進(jìn)在成員國防務(wù)計劃和決策過程中納入“合作和共享”,通過重大項目的聯(lián)合研發(fā)獲得關(guān)鍵能力。合作的關(guān)鍵是成員國共享核心能力的遠(yuǎn)景規(guī)劃和經(jīng)驗教訓(xùn)及合理化需求,并爭取形成統(tǒng)一需求。
根據(jù)“合作和共享行為規(guī)范”,歐洲防務(wù)局準(zhǔn)備構(gòu)建一個協(xié)調(diào)和透明的框架,促進(jìn)協(xié)同,確定最佳方案。體系化的、長期的防務(wù)合作有助于在確定項目優(yōu)先級和里程碑進(jìn)程方面達(dá)成一致,以得到戰(zhàn)略層面的國防路線圖的支持,路線圖可實現(xiàn)與聯(lián)合軍備合作組織(OCCAR)更密切的協(xié)同。該報告提出了國防合作的激勵措施,包括優(yōu)先的融資安排,保護(hù)合作項目免受預(yù)算削減。
致力于關(guān)鍵領(lǐng)域的重點項目
考慮到一些能力領(lǐng)域的嚴(yán)重缺口,該報告建議成員國應(yīng)致力在四個關(guān)鍵領(lǐng)域設(shè)立重點項目,包括:空中加油、衛(wèi)星通信、遙控飛機(jī)系統(tǒng)(RPAS)和網(wǎng)電防御。
歐洲防務(wù)局已提出空中加油的遠(yuǎn)期、中期和長期解決方案,以增強(qiáng)加油機(jī)/受油機(jī)的互操作性,最優(yōu)化使用現(xiàn)有資產(chǎn),并準(zhǔn)備在2020年建成跨國多用途加油機(jī)隊。歐洲防務(wù)局提出了一批先驅(qū)項目,以發(fā)展同時具有軍事和民事應(yīng)用的關(guān)鍵能力。其目的是利用軍用和民用領(lǐng)域的協(xié)同,最大化利用軍民兩用技術(shù),形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。各國國防部長已通過了發(fā)展遙控飛機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)電防御領(lǐng)域項目的提案。
歐洲防務(wù)局已經(jīng)準(zhǔn)備啟動下一代中空長航時(MALE)遙控飛機(jī)系統(tǒng)項目。這種項目需要融入常規(guī)空域的相關(guān)規(guī)定,可能需要歐盟委員會、歐洲防務(wù)局、成員國和工業(yè)界的聯(lián)合投資進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。
關(guān)于政府的衛(wèi)星通信系統(tǒng),報告提到通過基于詳細(xì)路線圖的用戶主導(dǎo)的方案,力爭在2025年形成軍民兩用能力。
關(guān)于網(wǎng)電防御,其目標(biāo)是建立統(tǒng)一歐洲方案?;谧罱捎玫木W(wǎng)電戰(zhàn)略,歐洲防務(wù)局的工作集中于現(xiàn)實的、可交付的專業(yè)技能:訓(xùn)練、演習(xí)、保護(hù)總部及網(wǎng)電防御技術(shù)研究(集中在兩用技術(shù))。
致力于加強(qiáng)歐洲國防工業(yè)
報告闡述了加強(qiáng)歐洲國防工業(yè)的措施,認(rèn)為建設(shè)強(qiáng)大和具有全球競爭力的歐洲國防科技工業(yè),是歐洲發(fā)展并維持防御能力和獲得戰(zhàn)略自的先決條件;這對于歐洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是非常重要的。該工業(yè)基礎(chǔ)必須通過歐洲各國實質(zhì)性的、強(qiáng)化的合作獲得,包括通過重大項目的合作。
大型企業(yè)在國防工業(yè)中起主導(dǎo)作用,國防供應(yīng)鏈和中小企業(yè)也起到非常重要的作用并應(yīng)該得到支持。歐洲防務(wù)局及其各成員國正在研究具體措施,以同時增強(qiáng)短期和長期“供應(yīng)保障”。
歐洲防務(wù)局已經(jīng)與歐盟委員會和歐洲航空安全局合作研究一些切實措施,以期提高競爭力并降低研發(fā)和生產(chǎn)成本,這些措施包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、軍事適航性和資格認(rèn)證。
致力于提高國防研究與技術(shù)(R&T)能力