新華網(wǎng)北京9月8日電（鄭偉）題：“連理”升空 OpenHarmony開啟國產(chǎn)衛(wèi)星系統(tǒng)星辰大海

  在大連理工大學(xué)的實驗室里，于曉洲說：“作為大連理工大學(xué)發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，同時也是遼寧省設(shè)計研制的第一顆衛(wèi)星，其承載的新技術(shù)是一次機遇與挑戰(zhàn)。”

  5月10日，天舟六號貨運飛船在長征七號運載火箭的搭載下，扶搖而上奔赴空間站，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。由大連理工大學(xué)運載工程與力學(xué)學(xué)部航空航天學(xué)院科研團隊設(shè)計研制的遼寧省第一顆衛(wèi)星——“大連1號—連理衛(wèi)星”搭乘天舟六號貨運飛船飛向太空。

  “衛(wèi)星，是我的滿腔熱血與不遺余力”

  大連1號—連理衛(wèi)星的任務(wù)是與大連理工大學(xué)的7.3m X頻段地面測控站進行配合，實現(xiàn)任務(wù)上行和數(shù)據(jù)下行的測控操作，主要開展低成本亞米級高分辨率的海洋、地面觀測以及新技術(shù)驗證。

  作為大連1號—連理衛(wèi)星的總指揮，大連理工大學(xué)航空航天學(xué)院教授于曉洲深知這顆衛(wèi)星對自己以及大連理工大學(xué)的重要性。在他看來，近三年的研發(fā)是大連理工航空航天學(xué)院院長夏廣慶與微納衛(wèi)星與電推進團隊集體堅持的成果。為了順利升空，這半年來每隔幾天便跑一趟北京的辛苦也變成了甜。

  于曉洲對衛(wèi)星并不陌生，此前他已主持過多次衛(wèi)星研發(fā)及發(fā)射任務(wù)，而夏廣慶的研發(fā)邀請，讓他激動萬分，對于衛(wèi)星，他仍希望傾注滿腔熱血，不遺余力。

  大連1號—連理衛(wèi)星對基礎(chǔ)研究能夠提供怎樣的幫助，于曉洲談到，以大連為例，作為海洋城市，擁有大量海洋產(chǎn)業(yè)，海洋遍布密集航路，通過衛(wèi)星可以輔助大連進行海洋產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。大連1號—連理衛(wèi)星在技術(shù)上取得的國際性突破，作為一顆20公斤級的微納衛(wèi)星（一般指質(zhì)量在1~100公斤之間的衛(wèi)星）搭載的一臺高分辨率多光譜相機，可以在軌全色譜段實現(xiàn)亞米級分辨率，并用于對地觀測，可有效為大連農(nóng)業(yè)應(yīng)用、城市規(guī)劃提供助力。

  在技術(shù)突破的背后，是一次又一次想要放棄的絕望和堅持到底的決心斗爭的結(jié)果。韌性鑄就了創(chuàng)新技術(shù)的大連1號—連理衛(wèi)星，也讓其在國際上有了自己的名號。于曉洲對此深有感觸，“在衛(wèi)星研發(fā)項目立項初期，遇到了一些客觀條件的阻礙，很多元器件無法第一時間獲得；不少零部件無法加工；進口系統(tǒng)單機價格飛漲等原因?qū)е吕щy重重。尤其在一次需要與飛船對接測試前的檢測中發(fā)現(xiàn)缺少器件，但實現(xiàn)對接，該器件不可或缺。擋在對接成功面前的不是價格和匹配問題，而是尋路無門。跑遍了電子市場、上網(wǎng)尋覓，后來到鄭州才買到，隨后又為了與對接測試時間搶跑，輾轉(zhuǎn)三個城市才及時趕到北京完成測試。”

  “缺芯少系統(tǒng)，是時候自己上了”

  由于與傳統(tǒng)衛(wèi)星姿態(tài)和軌道控制動力系統(tǒng)采用的推進劑不同，這顆衛(wèi)星使用的新型推進系統(tǒng)既可大幅提升衛(wèi)星在軌快速機動能力，還具有無毒、能量高、功耗低、可預(yù)包裝等特點。

  于曉洲提到，以往由于缺少適用于微納衛(wèi)星的國產(chǎn)操作系統(tǒng)，制約了我國微納衛(wèi)星的發(fā)展。而在2021年，國內(nèi)多家航天研制單位聯(lián)合開發(fā)了一系列基于OpenHarmony的高性能微納衛(wèi)星單機。而此次大連1號—連理衛(wèi)星其中搭載的就是OpenHarmony經(jīng)過二次開發(fā)，采用了國產(chǎn)芯片運行的操作系統(tǒng)，其大幅提高了衛(wèi)星的可靠性與實時性。

  在國內(nèi)外兩種系統(tǒng)及芯片的對比中，于曉洲發(fā)現(xiàn)，以往為了穩(wěn)定一直采用的國外解決方案在大環(huán)境影響下恐有不確定性因素發(fā)生，而在關(guān)鍵系統(tǒng)中采用國產(chǎn)處理器是一個很重要的決定。在適配過程中，于曉洲親自對比了兩款處理器的性能，測試結(jié)果基本接近，同時國產(chǎn)處理器的成本低，售后更及時，也讓團隊一致認可了國產(chǎn)方案。為了能夠在國產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計上更加精進，團隊引入了對國產(chǎn)芯片適配更好的OpenHarmony操作系統(tǒng)，于曉洲也正式開啟了將OpenHarmony應(yīng)用到衛(wèi)星的研發(fā)之路。隨后，在2022年初，由開放原子開源基金會牽頭，中科院軟件所、大連理工大學(xué)、清華大學(xué)、武漢大學(xué)、上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、長光衛(wèi)星、愛太空科技、空天創(chuàng)客等共同成立了開源鴻蒙航天工作組(OpenHarmony In Space, OHIS)，大連理工大學(xué)為組長單位，由于曉洲擔(dān)任工作組組長，負責(zé)開展基于OpenHarmony的航天高可靠實時操作系統(tǒng)的研究與應(yīng)用推廣。

  于曉洲談到，“OpenHarmony的加入，為衛(wèi)星分系統(tǒng)的可靠性提供了更優(yōu)的解決方案，從而分擔(dān)了不少運行壓力，可以更好地投入到整體效率的提升改進。國外衛(wèi)星大多采用高性能、高可靠的實時操作系統(tǒng)，在微納衛(wèi)星領(lǐng)域，大多數(shù)采用free RTOS開源操作系統(tǒng)，免費提供的原因也讓早期國內(nèi)衛(wèi)星嘗到了‘甜頭’，但如今看來與‘裸跑’差不多。這樣的局面也讓國產(chǎn)衛(wèi)星陷入較為尷尬的境地，如果沒有國外芯片的支持，開源操作系統(tǒng)便失去了效果，被整體裹挾的系統(tǒng)與硬件，也成為國內(nèi)研發(fā)人員需要跨越技術(shù)研發(fā)的桎梏。”

  “連理升空，為航空航天人才培養(yǎng)蹚出一條路”

  科技自立自強是國家強盛之基、安全之要。六十多年來，中國航天不斷推動自主創(chuàng)新，從白手起家建立“兩彈一星”的豐功偉績，到以載人航天、月球探測等為代表的重大航天工程屢獲突破，為加快建設(shè)航天強國作出積極貢獻。于曉洲說：“芯片短缺時，向外求購價格漲了10倍，研發(fā)過程陷入被動，讓我們不得不調(diào)轉(zhuǎn)方向選擇國產(chǎn)芯片，也從另一個角度催促我們在產(chǎn)業(yè)的各個研發(fā)關(guān)口上加速。”

  《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出，堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中具有核心地位，《規(guī)劃》把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。實現(xiàn)高水平科技自立自強是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，加強基礎(chǔ)研究是高水平科技自立自強的迫切要求和根基所在。于曉洲對此深有感觸，基礎(chǔ)研究研究周期長，要耐得住寂寞，例如芯片研發(fā)難度極大，與國外有明顯差距，但是就算這樣，依然需要沉下心搞科研。隨著技術(shù)進步，當下不少國產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)突破，而在航天領(lǐng)域中的不少研究所對操作系統(tǒng)研發(fā)都很重視，希望能夠一同投入研發(fā)，制定自己的標準，OpenHarmony的加入恰逢其時，為航天事業(yè)的發(fā)展貢獻了不小的力量。“目前我們也在和同行聯(lián)合制定基于OpenHarmony的星載實時操作系統(tǒng)的宇航標準，希望制定出來后，向全世界推廣，讓國外的衛(wèi)星也能用上中國的標準。”

  不同單位和企業(yè)也表達了對大連1號—連理衛(wèi)星的支持，開放原子開源基金會理事長孫文龍還曾到大連理工大學(xué)在華為開發(fā)者大會2023的展位上進行了參觀。他表示，OpenHarmony搭載大連1號—連理衛(wèi)星成功發(fā)射，豐富了OpenHarmony的使用場景，促進了OpenHarmony社區(qū)的繁榮，真正實現(xiàn)了OpenHarmony的上天入地。他希望以連理衛(wèi)星為起點，能有更多航天人推動開源體系建設(shè)，釋放開源發(fā)展?jié)撃?，推動OHIS高質(zhì)量發(fā)展。華為常務(wù)董事、消費者BG CEO余承東還在今年華為開發(fā)者大會首日演講中把大連1號-連理衛(wèi)星作為行業(yè)應(yīng)用案例進行展示。據(jù)悉，隨著大連1號—連理衛(wèi)星、某電磁雙星、愛太空科學(xué)號等一系列衛(wèi)星項目使用了OpenHarmony操作系統(tǒng)，未來將會有更多的衛(wèi)星項目選擇OpenHarmony。

  作為大連理工大學(xué)乃至遼寧省設(shè)計研制的首顆衛(wèi)星，大連1號—連理衛(wèi)星的成功發(fā)射無疑為大連理工大學(xué)的衛(wèi)星研制和發(fā)射工作開了好頭。根據(jù)規(guī)劃，未來于曉洲還將繼續(xù)研制新的衛(wèi)星。于曉洲談到，對于未來衛(wèi)星的研發(fā)方向，一是集中科研力量，研發(fā)更高端的科研衛(wèi)星；二是組織學(xué)生作為研發(fā)主體，研制一些以鍛煉學(xué)生科研和動手能力為主要目的的教學(xué)衛(wèi)星。由于航空航天人才培養(yǎng)的試錯條件極其嚴苛，對可靠性要求極高，而航空航天人才又都是跨領(lǐng)域及交叉學(xué)科，培養(yǎng)過程充滿挑戰(zhàn)。夏廣慶曾表示，大連1號—連理衛(wèi)星的成功發(fā)射固然重要，但我們更希望借此為學(xué)校的學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)蹚出一條路。

  66年前，人類第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克1號”升空飛行，宣告人類航天時代的到來。那一刻，人類心中的探索欲望得到了釋放，開始觸及遙不可及的星辰大海，拓展宇宙的邊界，如今，人類可以觸及無邊無際的星際，把目光投向更遙遠的星系，發(fā)射衛(wèi)星，載人航天，探測月球、火星，不斷書寫著太空探索的新篇章，不僅是實現(xiàn)夢想和挑戰(zhàn)未知，更重要的是拓展人類的生存和發(fā)展空間。大連1號—連理衛(wèi)星僅僅是中國航空航天歷史上的一顆璀璨明珠，但也代表了一代中國航空航天科研人的壯志雄心。