Keysight đẩy mạnh giải pháp phần mềm trong ngành vệ tinh

Ông Greg Patschke - Tổng Giám đốc phụ trách bộ phận Giải pháp Hàng không vũ trụ, Quốc phòng và Chính phủ của Keysight đã chia sẻ về những phát hiện của cuộc khảo sát, những thách thức mà các kỹ sư phải đối mặt và các cơ hội trong tương lai của ngành này.

- Tự động hóa đo kiểm bằng phần mềm được xác định là thách thức kỹ thuật hàng đầu. Điều gì khiến cho việc này lại khó khăn đến như vậy?

Sự phức tạp cùng với bản chất “hệ thống của các hệ thống” của một vệ tinh đồng thời là một phần của hệ thống lớn hơn, khiến cho việc kiểm thử và đánh giá trở thành một khía cạnh quan trọng để đảm bảo dự án thành công. 

Ngoài ra, khi số lượng vệ tinh đang được chế tạo ngày càng nhiều, chúng ta đang chuyển đổi từ mô hình sản xuất vệ tinh đơn lẻ sang sản xuất số lượng lớn, trong đó các nhà máy sản xuất vệ tinh đang sản xuất một hoặc nhiều vệ tinh mỗi ngày. Điều này có nghĩa việc sản xuất một vệ tinh và xác minh chức năng của nó theo cách thủ công là không thực tế, nếu không muốn nói là không thể. Lỗi do con người gây ra, cùng với nhu cầu đảm bảo tính nhất quán trong nhiều vòng kiểm thử hệ thống vệ tinh, là lý do khiến việc tự động hóa quy trình mạnh mẽ để loại bỏ lỗi sai trở thành một nhân tố trọng yếu.

- Làm thế nào đưa tự động hóa vào vòng đời sản phẩm?

Thứ nhất, là trong vòng đời đo kiểm từ thiết kế đến sản xuất, như chúng ta đã trao đổi, trong đó việc sản xuất khối lượng lớn đòi hỏi khối lượng đo kiểm lớn. Tự động hóa có thể giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các nền tảng phần mềm mở, hiện đại, có thể mở rộng, sử dụng cả thiết bị tự đo kiểm tích hợp và thiết bị đo kiểm bên ngoài với các dịch vụ phần mềm hỗ trợ trên đám mây để vận hành nhà máy. 

Lĩnh vực thứ hai là sử dụng nền tảng phần mềm để tự động hóa kiểm thử hoạt động của vệ tinh và phần mềm hệ thống điều khiển. Hoạt động này có thể bao gồm giả lập các điều kiện trong thế giới thực để kiểm thử phần mềm bay của vệ tinh, phần mềm tạo giao diện người máy với vệ tinh hoặc hệ thống điều khiển hoạt động của vệ tinh. 

- Các kỹ sư phải đối mặt với những thách thức kỹ thuật nào? 

Như bạn có thể hình dung, khi ở trong vũ trụ, mọi hoạt động đều không dễ dàng, và đặc biệt, với các con tàu vũ trụ có người điều khiển, đơn giản là không thể để xảy ra khả năng thất bại. Thiết kế tạo độ tin cậy cao, đồng thời tối ưu hóa để nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng và kéo dài tuổi thọ hơn 5 năm là công việc khó khăn, và phải được đo kiểm kỹ lưỡng trước khi phóng. 

Một thách thức khác là việc sử dụng phổ tần số vô tuyến (RF) trong các vệ tinh liên lạc để đảm bảo đủ công suất và băng thông RF cũng như điều khiển đưa tín hiệu RF đến đúng nơi cần thiết. Các công nghệ như ăng-ten mảng pha chi phí thấp, hay công nghệ truyền dẫn quang trong không gian tự do cho phép kết nối các vệ tinh kết nối qua đường truyền laser công suất cao và dữ liệu định tuyến dựa trên kết nối tốt nhất với trạm mặt đất đang tạo điều kiện cho những cải tiến trong lĩnh vực này.

- Ông còn thấy những xu hướng nào khác? 

Ngoài chu kỳ phát triển ngắn hơn, chúng ta đang chứng kiến việc sử dụng các công cụ mô hình hóa và các “bản sao song sinh số” để dự đoán hiệu năng, tập trung vào việc phạm sai lầm nhanh và từ sớm - lý tưởng nhất là trong khi mô phỏng. Ngành này cũng đang tận dụng các thiết bị điện tử thương mại có chi phí thấp hơn, thường được thiết kế cho ngành ô tô và chắc chắn là có quá trình đo kiểm kém nghiêm ngặt hơn. 

- Keysight giúp giải quyết những thách thức này như thế nào? 

Mục tiêu của Keysight là tạo điều kiện giúp khách hàng thành công trong suốt vòng đời của các dự án và chương trình của họ, trở thành đối tác không thể thiếu cho các dự án vũ trụ. Các công cụ mô phỏng mạng và thiết kế hệ thống điện tử của chúng tôi như các công nghệ mạng có thể mở rộng EXata và PathWave Design có thể tương tác với phần mềm đầu ngành Systems Toolkit Software từ AGI Government Initiatives (AGI), cho phép kỹ sư hệ thống phát triển các bản sao song sinh số có độ trung thực cao ngay từ giai đoạn phát triển nguyên lý vận hành (CONOPS). Từ đó, các kỹ sư có thể đưa thiết kế của họ vào vòng đời vận hành thông qua các liên kết tới thiết bị giả lập và đo kiểm tần số vô tuyến RF và mạng của chúng tôi để mô phỏng các điều kiện thực tế trong phòng thí nghiệm. 

Các công cụ giám sát tần số và tín hiệu, cùng với các đối tác giải pháp chính của chúng tôi, bao gồm Kratos, Integrasys và Calian, có thể cung cấp thiết bị giám sát và hỗ trợ mặt đất cho các giai đoạn nghiệm thu và vận hành trong vòng đời của vệ tinh và tàu vũ trụ.

(Theo EETimeAsia, Keysight Technologies)