Uzay yazılımı nasıl çalışır? konusunu sizler için derliyoruz. Dünya yörüngesine gönderilen insan yapımı makinelerin neredeyse tamamı ve diğer Solar nesneler bilgisayar yazılımı çalıştırır. İletişimi sürdürmek veya bilim yapmak için neredeyse hiçbir seçenek yoktur. Bununla birlikte, uzay yazılımı, son kullanıcı düzenli geliştiricilerin endişeli son kullanıcılarından çok daha önemli engellerin üstesinden gelmek zorundadır.
Yazılım hataları, bilgisayarlı bir dünyanın kaçınılmaz bir parçasıdır. Bir elektronik tablo düzenleyicisi birdenbire çöktüğünde bazı hatalar hafif bir panik atağa neden olabilir. 2014’te ABD acil çağrı sistemini etkileyen diğerleri gibi diğerleri binlerce kişinin hayati yardım almasını engelleyebilir.
Çoğu durumda, sorunlu sistemler burada Dünya’da bulunur. Bununla birlikte, insanlık, bilgisayarların da gezegenin dışında olduğu kusurlu makineleri çalıştırıyor. Örneğin, bu Mart ayında, Hubble Uzay Teleskobu’ndaki bir yazılım arızası, faaliyetlerini kısa bir süre için durdurmuştu. Makine güvenli moda geçerek 4,7 milyar dolarlık bir mühendislik harikasını riske attı.
Kuşkusuz, Hubble 30 yaşın üzerinde. Bununla birlikte, daha yeni el sanatları da hatalara karşı bağışık değildir. Bu Şubat ayında Perseverance gezgini tarafından Mars’a taşınan Ingenuity helikopteri, NASA mühendisleri kızıl gezegene gerekli güncellemeleri gönderene kadar Dünya dışındaki bir gezegendeki bir uçakla ilk güçlü, kontrollü uçuşu geciktiren bir aksaklık yaşadı.
Milyar dolarlık uzay aracını veya paha biçilmez bir uydunun çökmesini önlemek için, uzaya bağlı araçları çalıştıran yazılımlar, Dünya bilgisayarlarına kadar çalıştırılması amaçlanan koddan farklıdır. Aradaki farkın ne olduğunu bulmak için uzay görevleri için yazılım geliştirmeyi denetleyen insanlarla konuştuk.
Başlıklar
Uzay Yazılımı Nasıl Çalışır?
Büyük uydular ve uzay keşif görevleri, Microsoft Windows, Linux veya diğer popüler genel amaçlı işletim sistemlerinde (GPOS) kontroller çalıştırmaz.
Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Teknik ve Kalite Yönetimi Uçuş Yazılım Sistemleri Bölümü Yazılım Mühendisi Müdürlüğünde uzman olan Mark Dean’e göre, uydu kontrol yazılımı tıp, otomotiv veya aviyonik endüstrileri.
“Zor gerçek zamanlı gömülü bir işletim sistemi kullanılıyor çünkü uzay aracının kontrolünün, uzay aracının, bilim araçlarının ve potansiyel olarak gemideki herhangi bir mürettebatın güvenliğini sağlamak için garanti edilmesi gerekiyor, bu yüzden onun ne olduğundan emin olmalısınız. Davranış ve güvenilirlik, ”dedi.
Uzay aracının güvenliğini sağlamak için uzay aracının kontrolünün kendisinin garanti edilmesi gerektiğinden, gerçek zamanlı bir gömülü işletim sistemi kullanılır.
Mark Dean.
Gerçek zamanlı bir işletim sistemi (RTOS), çoğumuzun bir işletim sistemi olarak tanıyacağı bir şeyden çok uzaktır. GPOS, hesaplama doğru bir şekilde yapıldıktan sonra bir görevin tamamlandığını düşünürken, RTOS’un ek bir kriteri vardır zamana özgü bir son tarih.
Yazılım, son teslim tarihini karşılanmadığı şekilde onaylarsa, görev başarısız sayılır. RTOS’un genellikle uzay uçuşunda kullanılmasının iyi bir nedeni vardır, çünkü başarısız bir görev, bir uzay aracının yörüngede yanması, radyasyonla kızartılması veya başka bir şekilde ölmesi anlamına gelir.
Belirli bir görev için bir zaman dilimi de tam bir sayıdır. Bu, her seferinde bir görevi tamamlamak için aynı süreyi alması gerektiği anlamına gelir, oysa bir GPOS farklı sonuçlar verebilir. Buna deterministik RTOS veya zor gerçek zamanlı işletim sistemi denir. Görevlerde kullanılan yazılımın tahmin edilebilir olması ve belirli bir süre içinde, milisaniyeye kadar görevleri tamamlaması gerekir.
RTOS ve GPOS arasındaki bir diğer önemli fark, birincisinin süreçleri öncelik sırasına göre yürütürken, ikincisinin işlemleri zaman paylaşımlı olarak yürütmesidir. RTOS genellikle bir seferde bir program yürütür, ancak birden fazla görevi ‘aynı anda’ yürütmek için programlama görevleri arasında hızla geçiş yapar. Sistemin tamamladığı katı bir görev hiyerarşisi vardır. Uyulmaması görevin başarısız olduğu anlamına gelebilir.
Olağandışı işletim sistemleri
Linux gibi açık kaynaklı işletim sistemleri, düşük maliyetleri ve erişilebilirlikleri nedeniyle nano uydu görevleri için kazançlı bir seçim olabilir. Bununla birlikte, Linux altındaki yazılıma açık kaynak yaklaşımı, işletim sisteminin kendisinin ve üzerinde çalışan uygulamaların daha az sıkı bir şekilde test edildiği anlamına da gelir.
Bu, tüm açık kaynaklı yazılımların uzay sistemlerinden yasaklandığı anlamına gelmez. Ne münasebet. Dean’e göre, Çok İşlemcili Sistemler için Gerçek Zamanlı Yönetici (RTEMS), ESA’daki uzay görevleri için popüler bir RTOS. OAR şirketi tarafından 1993 yılında geliştirilen RTEMS, ücretsiz, açık kaynaklı bir yazılımdır.
ESA’nın şu anda Mars çevresinde yörüngede bulunan Trace Gas Orbiter’ın bazı bölümleri, bazı operasyonları gerçekleştirmek için RTEM kullanıyor.
Derin uzay görevlerinde sıklıkla kullanılan bir diğer popüler RTOS, VxWorks’tür. 1987 gibi erken bir tarihte Wind River tarafından piyasaya sürülen VxWorks, Spirit, Opportunity ve Perseverance Mars gezginlerinin ve Jüpiter’e gönderilen Juno uzay aracının bir parçası oldu.
ESA’nın Jüpiter’e bağlı görevi, Jupiter Icy moons Explorer veya kısaca JUICE, gelecek yıl başlatılması ve 2029’da hedefine ulaşması planlanıyor. Dean, Dünya’ya yakın ve derin uzay görevlerindeki temel yazılımların genellikle aynı olduğunu, ancak bazı işlevlerin olduğunu açıkladı. göreve özgü gereksinimler nedeniyle farklılık gösterebilir.
Ancak uzay aracı, bir uzay görevinin sadece bir parçasıdır. Tüm insan emeği Dünya’da yapılır. ESA Veri Sistemleri Altyapısı Bölümü (OPS-GDI) Başkanı James Eggleston’a göre, zeminde daha olağan bir işletim sistemi karışımı kullanılıyor.
Çıktıya oylama ile karar verilir. İkisi doğru gitmemiz gerektiğini düşünürse, o zaman sağa gideriz. En az iki kişi sola gitmeye karar verirse, sola gideriz. Bu sadece çoğunluk yolu,
Rick Koeleman.
Yer kontrollerinin bakış açısına göre, bir görevin Dünya’dan uzakta mı yoksa gezegenimizin yörüngesinde mi olduğu çok az fark var. Eggleston, tek farkın, Güneş sistemindeki konumun bir yazılım parçasını çalıştırmak için bir faktör olduğu farklı görev senaryoları ve tasarımlarıyla başa çıkmak için sistemlerin bir araya getirilme biçiminde yattığını açıkladı. Uzay yazılımı nasıl çalışır? konusunu derledik umarım faydalı olmuştur. Bir başka haber olan Çinli Uzay Aracı Mars’ın Yörüngesine Başarıyla Girdi haberini de okuyabilirsiniz.