我国自行研制的探月工程月地高速再入返回飞行器于2014年10月24日2时00分在西昌卫星发射中心发射升空,11月1日6时42分在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆,中国探月工程首次实施的再入返回飞行任务获得圆满成功。
该飞行器由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院负责总研制。与以往的航天器不同,月地高速再入返回飞行任务异常复杂,大气环境模型存在不确定性、半弹道跳跃式再入等飞行过程具有一次性和不可逆性,实时性要求苛刻、不容闪失,复杂的任务对飞行器软件的可信性保障提出了严峻挑战。
在“可信软件基础研究”重大研究计划的支持下,“航天嵌入式软件可信性保障集成环境和示范验证与应用”集成项目(91118007)课题组提炼出了影响航天嵌入式软件可信的十个核心问题,并围绕这些实际问题开展了系统研究,取得了一系列成果和创新:首次建立了一种覆盖软件研制全周期、基于可信要素的航天嵌入式软件可信保障技术体系,针对各可信要素研究了相应的理论、方法和技术;在此基础上,初步研制了可信编程规范检查工具、数据竞争检查工具、时序分析验证工具等第一批共7个工具和一个开放、可扩展的航天嵌入式软件可信保障集成环境SpaceIDep。该课题研究的最终目标是实现我国航天软件可信性保障从局部到系统、从依赖人工到依靠工具的转换,全面提高航天嵌入式软件的可信性,满足航天任务对嵌入式软件的可信需求。
课题组按照急用先行、先易后难、边研究边应用的原则,根据型号的研制进展,将SpaceIDep在月地高速再入返回飞行器软件研制中进行了示范验证和应用。通过对24个软件进行的专项检查,发现了一百余处规则违反、5个有害数据竞争等问题,并首次验证了关键的制导、导航与控制软件中不存在数组越界、空指针引用、除零等问题。迄今为止,SpaceIDep已在包括载人航天工程控制软件在内的50余个嵌入式软件上进行了验证和应用,为确保此类国家重大科技专项的顺利进行和成功作出了贡献。