第387章 飞船测试的复杂性,修炼侧有一才有二(1/2)
武元清点点头:“一切还好,就是星际飞船的测试工程始终无法进行,现在正在做全方位体系的检查。”
杨牧皱了皱眉头。
不满道:“都两年了,怎么还没做测试。”
不应该啊,所有的建设工作,都已经完成,怎么还会搞不出来。
武元清也不狡辩,只是默默的看着杨牧。
但很快,杨牧就明白了。
盘古把具体情况发送给了他。
生物芯片接收后,恍然大悟。
是他把事情想的简单了。
想想看,只是建造一艘航空母舰,或者巡洋舰,都需要一两年的试航,检测。
更别说宇宙飞船了。
那可是数十万吨,甚至数百万吨的庞然大物。
整个体系复杂的让人头皮发麻。
内部光是线缆就能绕蓝星几千次。
更别说那些数以万计的精密设备和各种装配。
脑海中,全息屏幕上的数据如瀑布般倾泻。
盘古把启明星一号的检测报告调了出来,不是一页,是数十万页。
每一份都标注着不同的子系统、不同的检测阶段、不同的结论。
他随手点开一份,是关于能源系统的。
十二座核聚变反应堆,每一座都经过了三千小时以上的连续运行测试。
数据完美,曲线平滑,没有任何异常波动。
启明星一号的建造,用了十几年。
这期间,人类攻克了材料学、能源学、生命维持、人工智能等领域一个又一个看似不可能的技术壁垒。
活钢材料的拉伸强度突破了物理学的理论极限。
核聚变反应堆从地面搬上了飞船,体积缩小了十倍,功率却提升了五倍。
闭环生态系统的水回收率达到了99.7%,氧气自给率达到了100%,导航系统的精度,可以在几千万公里的航程中,将误差控制在百米以内。
每一项子系统单独拿出来,都是人类科技的巅峰,每一个子系统在单独测试时,都交出了完美的答卷。
但系统联调,是另一回事。
这不是某个环节出了问题,是“完美”本身出了问题。
能源系统的反应堆在满功率运行时会产生微弱的电磁脉冲,单独测试时,这个脉冲的强度在安全范围内,没有任何影响。
但当生命维持系统接入后,问题出现了。
生命维持系统的核心传感器对特定频率的电磁波极为敏感,那点微弱的脉冲,恰好落在那段敏感频率上。
于是传感器开始误报,二氧化碳浓度数据忽高忽低,应急程序被反复触发,能源供应被切断又恢复,恢复又切断。
两个系统单独运行时都完美,组合在一起,就成了灾难。
这就是系统工程中最残酷的法则:1+1不等于2。
子系统之间的接口、协议、响应速度、电磁兼容、热耦合、振动传递……每一个接口都是一道门,每一道门都可能关上,而这些门,在单独测试时,永远是打开的。
系统联调进行到第一年时,测试团队列出了一份清单。
清单上,是已经发现的接口问题,不是几个,几百个,而是三千七百二十三个。
能源系统与推进系统的接口:反应堆功率输出与推进器燃料消耗之间的动态匹配,始终存在0.3%的误差。
0.3%的误差,在计算中只是一个数字,但在实际运行中,0.3%意味着推进器的推力方向每秒钟偏移0.003度。
听起来微不足道,但飞船从蓝星飞到火星,需要持续加速数百个小时,数百个小时的0.003度,累积起来的偏移量,足以让飞船错过火星轨道。
生命维持系统与防护系统的接口:防护系统的十二层装甲,每一层都有独立的温控系统。
当外部温度骤变时,这些温控系统会同时启动,消耗大量电力。电力消耗的波动,会影响生命维持系统的供电稳定性。
而生命维持系统的供电波动,又会影响防护系统的温控精度。两个系统互相干扰,互相放大,形成了一个正反馈回路。
在模拟测试中,这个回路曾经在四十七分钟内将全船的温度波动放大到十五度。
导航系统与通讯系统的接口:飞船与地球的通讯采用激光链路,激光的发射方向需要导航系统提供精确的姿态数据。
但导航系统的姿态传感器,对通讯系统的激光发射器产生的电磁场极为敏感。当通讯系统满功率运行时,导航系统的姿态数据会出现漂移。
数据漂移导致激光指向偏移,激光指向偏移导致通讯中断,通讯中断导致导航系统失去地面校正,失去地面校正导致姿态数据进一步漂移。
这是一个死循环,每一个接口都像一根绷紧的弦,单独看都不会断,但所有的弦同时振动时,共振的频率足以摧毁一切。
三千七百二十三个问题,每一个都需要特殊的解决方案。
能源系统的脉冲太强,就在接口处增加电磁屏蔽层。
生命维持系统的传感器太敏感,就更换更稳定的型号。
防护系统的温控波动太大,就重新设计控制算法,导航系统的姿态传感器受干扰,就在传感器周围增加磁屏蔽罩。
但问题不在这里,问题在于,每一个解决方案,都会带来新的问题。
增加电磁屏蔽层,会让能源系统的散热效率下降3%。
散热效率下降,就需要增加冷却系统的功率。
冷却系统功率增加,又会消耗更多电力。
更多电力消耗,意味着反应堆需要更高的功率输出。
更高的功率输出,又会产生更强的电磁脉冲。
更强的电磁脉冲,需要更厚的屏蔽层。
这是一个螺旋,一个没有尽头的螺旋。
更换更稳定的传感器,意味着传感器的响应速度会下降0.5秒。
0.5秒的延迟,在应急情况下可能意味着生与死的区别。为了弥补这0.5秒的延迟,需要在系统中增加预测算法。
预测算法需要占用计算资源,计算资源的占用会影响其他系统的响应速度。其他系统的响应速度下降,又需要更多的补偿算法。
重新设计控制算法,意味着要推翻之前三年的工作。新的算法需要重新验证,重新测试,重新与所有系统联调。
联调过程中会发现新的问题,新问题需要新的解决方案,新方案又带来新问题。
这就是“单点最优”与“系统最优”的区别。
把每一个子系统都做到100分,系统可能只有60分。
为了把系统做到100分,可能需要把某些子系统降到80分。
但哪些子系统可以降,降到多少,降了之后会不会引发新的问题?没有人知道。
因为系统的复杂度,已经超越了人类认知的边界。
——
现在两年过去了。
测试进度却卡在这里。
甚至比建造的难度,还要复杂一些。
这就是缘故。
系统联调的第二年,测试团队遇到了一堵墙,不是技术上的墙,是认知上的墙。
启明星一号的子系统总数是上万个,模块总数是数十万个,零部件总数更是达到千万级别。
子系统之间的接口总数是一千二百个,模块之间的接口总数是四万个,零部件之间的接口总数是六十万个。
每一个接口,都有三种状态:正常、异常、临界。
正常状态下,系统稳定运行。
异常状态下,系统会报警或停机。
临界状态下,系统看起来正常,但内部已经埋下了隐患。
要完整测试所有接口的所有状态,需要的测试次数是百万次。
如此恐怖的工程量,即使有盘古这样的超级AI,有量子计算机这样的超算设备,也不可能短时间内完成测试。
所以,测试只能抽样。
抽取最关键的接口,测试最关键的状态。
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