葉志玲 顧明 張翠濤

(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京 100094)

早期數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱數(shù)管分系統(tǒng))的主要功能是以遙測(cè)數(shù)據(jù)采集、格式化,以及遙控命令的處理和分配為主。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)管理技術(shù)剛剛起步,其能力和可靠性(尤其是軟件可靠性)還不能滿足(至少是當(dāng)時(shí)尚未被實(shí)際工程所證明)航天器自主管理的要求。這種現(xiàn)狀使不少人對(duì)數(shù)管分系統(tǒng)的存在意義產(chǎn)生過(guò)疑問(wèn)。但是隨著數(shù)管分系統(tǒng)在軌運(yùn)行的出色表現(xiàn),人們對(duì)它的期望也日益提高,逐漸把越來(lái)越多的星上自主管理任務(wù)賦予了它[1]。

嫦娥四號(hào)任務(wù)的特點(diǎn)是基于中繼鏈路進(jìn)行測(cè)控?cái)?shù)傳通信，在月球背面進(jìn)行軟著陸并開展科學(xué)探測(cè)。這就需要數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在電子設(shè)備體積、質(zhì)量、功耗嚴(yán)格約束的條件下，解決深空中繼鏈路信道受限情況下復(fù)雜密集信息流的高效傳輸問(wèn)題。

鑒于此，本文介紹嫦娥四號(hào)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：①對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輕小型化；②對(duì)測(cè)控?cái)?shù)傳信息流進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)滿足任務(wù)需求；③利用自主運(yùn)行策略降低中繼鏈路的使用風(fēng)險(xiǎn)。并通過(guò)在軌運(yùn)行情況驗(yàn)證該設(shè)計(jì)方法的有效性。

1 體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)嫦娥四號(hào)著陸器任務(wù)特點(diǎn)及約束條件，數(shù)管分系統(tǒng)采用集中與分布式相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，單機(jī)設(shè)備中集成了多個(gè)功能模塊，由內(nèi)部總線相連，分布式的總線結(jié)構(gòu)使用一條公共的數(shù)據(jù)總線(或網(wǎng)絡(luò))連接所有的處理器單元(見圖1)。和其它分布式體系結(jié)構(gòu)相比，具有模塊性好，易于擴(kuò)展，容錯(cuò)性好以及簡(jiǎn)單等特點(diǎn)[2]。

注：SMU為系統(tǒng)管理單元；DIU為數(shù)據(jù)接口單元；PSK為移相鍵控；PCM為脈沖編碼調(diào)制；UHF為特高頻；LVDS為低電壓差分信號(hào)；GNC為制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制。

圖1 數(shù)管分系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

Fig.1 Topological structure of data management structure

通過(guò)對(duì)整器資源進(jìn)行跨分系統(tǒng)綜合利用，對(duì)整器功能和信息流進(jìn)行合理設(shè)計(jì)劃分管理，實(shí)現(xiàn)信息的集中管理和分類處理，最大限度地實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備功能的集成設(shè)計(jì)，根據(jù)整器布局以及各艙段測(cè)控需求，并考慮最大限度節(jié)省穿艙和設(shè)備間電纜連線，數(shù)管分系統(tǒng)分+Y艙和-Y艙進(jìn)行整器測(cè)控管理。在功能需求分析基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)、電、熱一體化設(shè)計(jì)、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)化資源分配，減少系統(tǒng)間的接口和硬件資源的消耗，將傳統(tǒng)的數(shù)管設(shè)備(中央單元、遙控單元、遠(yuǎn)置單元、高速?gòu)?fù)接器、大容量存儲(chǔ)器)和其它分系統(tǒng)設(shè)備(載荷總線控制器、配電器、火工品控制器、熱控加熱器、+Y/-Y太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)控制器、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)控制器、定向天線雙軸機(jī)構(gòu)控制器、相機(jī)指向機(jī)構(gòu)控制器、-Y艙蓋機(jī)構(gòu)控制器等)集成為兩臺(tái)單機(jī)SMU和DIU，在元器件和材料的選用上，將鋁鎂合金輕型材料作為平臺(tái)關(guān)鍵單機(jī)電子設(shè)備的機(jī)殼，并大量采用了表貼器件、FPGA、高密度接插件等集成器件，有效減輕了系統(tǒng)的重量功耗，同時(shí)解決設(shè)備高集成后的電磁兼容性和抗干擾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輕小型化。

2 信息流精細(xì)設(shè)計(jì)高效應(yīng)用

根據(jù)嫦娥四號(hào)任務(wù)需求[3]，著陸器要著陸到月球背面，除了需要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的地月通信、器器通信外，在著陸器與地面站間受到月球遮擋無(wú)法直接與地面進(jìn)行通信時(shí)，利用中繼衛(wèi)星中繼鏈路實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)及載荷數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。如圖2所示，著陸器通信鏈路包括對(duì)地鏈路、中繼鏈路及器間鏈路，其中對(duì)地鏈路包括上行鏈路和下行鏈路，中繼鏈路由前向鏈路和返向鏈路組成。在這種復(fù)雜通信鏈路體制下，如何基于現(xiàn)有資源，設(shè)計(jì)出靈活多變滿足用戶要求的鏈路信息流就變得尤為重要。

圖2 著陸器通信鏈路示意圖

嫦娥四號(hào)最遠(yuǎn)中繼通信距離約為80 000 km,造成約210 dB自由空間損耗，在追求信道容量的同時(shí),還要兼顧鏈路的功能性與穩(wěn)定性。在中繼鏈路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,首要解決的問(wèn)題就是克服遠(yuǎn)距離對(duì)中繼通信造成的不利影響，需要從多方面、多維度針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景開展數(shù)傳信息流精細(xì)化設(shè)計(jì)見表1，最終實(shí)現(xiàn)中繼鏈路信道高效利用。

表1 對(duì)中繼返向數(shù)傳應(yīng)用

1)多信道設(shè)計(jì)

動(dòng)力下降過(guò)程中,首先要考慮的是在組合體姿態(tài)高動(dòng)態(tài)變化的情況下,傳輸通道的天線覆蓋性，其次才是盡可能高的數(shù)傳碼速率。因此動(dòng)力下降過(guò)程利用數(shù)傳輸出1通道通過(guò)著陸器中增益天線返向數(shù)傳碼速率：50 kbit/s(信道編碼后)傳輸降落相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)；利用數(shù)傳輸出2通道通過(guò)全向天線返向數(shù)傳碼速率：1.4 kbit/s(信道編碼后)傳輸工程遙測(cè)數(shù)據(jù)。

2)長(zhǎng)短幀設(shè)計(jì)

在低檔返向碼速率工作期間,數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度決定了返向鏈路的首幀捕獲時(shí)間和轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。為了縮短首幀捕獲時(shí)間和轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延,在嫦娥四號(hào)中繼鏈路系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了256 byte長(zhǎng)度和1024 byte長(zhǎng)度的兩種不同長(zhǎng)度的幀長(zhǎng)[4],在動(dòng)力下降過(guò)程中數(shù)傳輸出短幀數(shù)據(jù),可以提高中繼衛(wèi)星對(duì)著陸器返向遙測(cè)信號(hào)的捕獲與解調(diào)速度。

3)圖像自適應(yīng)實(shí)時(shí)下傳設(shè)計(jì)

用50 kbit/s的碼速率不足以支撐降落相機(jī)13.3 Mbit/s的數(shù)據(jù)，因此通過(guò)設(shè)計(jì)自適應(yīng)圖像抽取算法[5]，在動(dòng)力下降過(guò)程中，接收降落相機(jī)低壓縮比8∶1和高壓縮比64∶1的圖像數(shù)據(jù)保存，并將64∶1的高壓縮比圖像數(shù)據(jù)通過(guò)中增益天線實(shí)時(shí)下傳，中增益天線返向鏈路全部下傳圖像數(shù)據(jù)；著陸后，將數(shù)管大容量存儲(chǔ)的所有降落相機(jī)圖像通過(guò)著陸器定向天線返向數(shù)傳高碼速率傳回地面。此方法解決了高碼率輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并同時(shí)實(shí)時(shí)抽取當(dāng)前最新圖像慢速下行的難題，保證了著陸過(guò)程中圖像下傳的高效性和實(shí)時(shí)性。

4)多碼速率設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)量較大的探測(cè)數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)安排在兩器姿態(tài)較為穩(wěn)定的情況下進(jìn)行,這樣更有利于保證較高增益天線的指向性。同時(shí),考慮到落月后兩器與中繼衛(wèi)星之間的通信距離在47 000 km至80 000 km范圍內(nèi)變化。返向鏈路應(yīng)采用分檔設(shè)計(jì), 設(shè)計(jì)出4種數(shù)傳輸出速率：①著陸器全向天線返向數(shù)傳碼速率為1.400 kbit/s(信道編碼后)；②著陸器中增益天線返向數(shù)傳碼速率為50.000 kbit/s(信道編碼后)；③著陸器定向天線返向數(shù)傳碼速率為280.899 kbit/s(信道編碼后)；④著陸器定向天線返向數(shù)傳碼速率為555.556 kbit/s(信道編碼后)。以充分利用不同通信距離情況下的信道資源。

5)多模式設(shè)計(jì)

嫦娥四號(hào)著陸器任務(wù)過(guò)程包括發(fā)射段、地月轉(zhuǎn)移段、環(huán)月段、動(dòng)力下降段、月面工作段5個(gè)部分，不同部分所關(guān)注的遙測(cè)數(shù)據(jù)各有不同，為了有效利用返向鏈路信道，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)5種虛擬信道數(shù)據(jù)單元(VCDU)格式，即巡航格式、軌控格式、著陸格式、月面初始化格式、月面格式。其中VCDU格式的轉(zhuǎn)換條件既可以通過(guò)地球站發(fā)送遙控注入數(shù)據(jù)無(wú)條件地進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，也可以根據(jù)設(shè)定的條件，在地球站允許的情況下，星上自主控制進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換。

3 識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)自主運(yùn)行策略

針對(duì)嫦娥四號(hào)在月球背面進(jìn)行軟著陸并開展科學(xué)探測(cè)的任務(wù)目標(biāo)，識(shí)別中繼鏈路使用風(fēng)險(xiǎn)：嫦娥四號(hào)在月球背面利用中繼鏈路進(jìn)行測(cè)控?cái)?shù)傳通信，人類對(duì)月球背面地形地貌了解甚少，著陸點(diǎn)附近是否存在中繼鏈路遮擋；若存在遮擋如何有效的進(jìn)行故障診斷，并在中繼衛(wèi)星軌跡離開遮擋時(shí)如何快速重新建立中繼鏈路；當(dāng)中繼鏈路出現(xiàn)異常時(shí)，器上設(shè)備需要具備自我管理功能，減少對(duì)地面控制依賴，為排除中繼鏈路異常創(chuàng)造時(shí)間與可能。在嫦娥四號(hào)的整個(gè)任務(wù)階段，有若干個(gè)影響任務(wù)成敗的關(guān)鍵事件，例如器箭分離、動(dòng)力下降、兩器釋放分離、休眠喚醒等。這些事件時(shí)序要求強(qiáng)，不能中斷。如何讓器上執(zhí)行這些關(guān)鍵事件時(shí)，不受中繼鏈路因素的影響，提高關(guān)鍵事件完成的可靠性與精準(zhǔn)性，也是不容忽視的問(wèn)題。從完善自我診斷及重構(gòu)能力、增強(qiáng)未知風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力、增加核心設(shè)備的自主管理能力、保證關(guān)鍵事件完成的可靠性與精準(zhǔn)性4個(gè)方面制定自主運(yùn)行策略。

3.1 自我診斷及重構(gòu)策略

作為整器自主運(yùn)行核心的數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)，首先要保證自身高可靠高安全的工作。自主運(yùn)行管理平臺(tái)由軟件和硬件協(xié)同工作而實(shí)現(xiàn)的，除了硬件進(jìn)行備份、冗余設(shè)計(jì)外，軟件內(nèi)務(wù)管理任務(wù)也實(shí)現(xiàn)了一系列的自我診斷與重構(gòu)設(shè)計(jì)[6]。

(1)重要數(shù)據(jù)和器上時(shí)間備份在多個(gè)RT終端中，確保了當(dāng)一個(gè)終端發(fā)生故障時(shí)，重要數(shù)據(jù)仍能恢復(fù)。

(2)應(yīng)用軟件具有在軌維護(hù)功能，提供對(duì)軟件功能模塊(函數(shù))在軌修改、更換的支持能力。

(3)總線消息的重試設(shè)計(jì)，為了更好地利用A、B總線的熱冗余功能，提高系統(tǒng)的可靠性，對(duì)不同的消息采用了不同的重試方法。

(4)對(duì)各個(gè)RT終端的A、B總線進(jìn)行輪檢，檢查周期為1 s(A、B總線間隔交替)，若與所有總線的通訊都不成功，在軟件自主切機(jī)使能時(shí)切機(jī)。

(5)內(nèi)存自檢功能，周期性的讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)，若發(fā)生單bit錯(cuò)誤，則將讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行回寫，糾正單bit錯(cuò)誤；若發(fā)生雙bit錯(cuò)誤，在軟件自主切機(jī)使能時(shí)切機(jī)，否則復(fù)位。將1 M內(nèi)存全部讀取周期時(shí)間不超過(guò)3 h。

(6)對(duì)器上時(shí)間停止檢查功能，自主切機(jī)使能時(shí)，SMU應(yīng)用軟件以64個(gè)時(shí)間片(約7.68 s)為周期對(duì)器上物理時(shí)間進(jìn)行檢查，如果連續(xù)3次均未變化，則認(rèn)為時(shí)間已停止，進(jìn)行自主切機(jī)。

3.2 應(yīng)對(duì)未知風(fēng)險(xiǎn)策略

當(dāng)飛行階段在軌姿態(tài)異常，測(cè)控指向未知，不能與地面建立上下行鏈路時(shí)，器上會(huì)自動(dòng)啟用啟旋控制功能；當(dāng)落月后受到月球背面地形地貌遮擋，不能與中繼衛(wèi)星建立前返向鏈路時(shí)，器上會(huì)自動(dòng)啟用月面工作段返向天線自主切換管理功能，讓整器以第一時(shí)間能與離開遮擋的中繼衛(wèi)星建立前返向鏈路，把未知因素帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

(1)啟旋控制功能。通過(guò)監(jiān)視和分析地面指令到達(dá)情況，軟件可發(fā)出指令使整器按預(yù)先設(shè)置以小角度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，直到地面捕獲接受到上行指令，停止自身旋轉(zhuǎn)，恢復(fù)上下行鏈路。

(2)月面工作段返向天線自主切換管理。實(shí)現(xiàn)月球背面工作階段對(duì)返向天線的狀態(tài)診斷和自主切換。通過(guò)監(jiān)視和分析地面指令到達(dá)情況，軟件可自主執(zhí)行包含有開關(guān)指令和軟件指令的復(fù)合型指令序列，實(shí)現(xiàn)從定向天線返向鏈路到全向天線返向鏈路的切換。

3.3 核心設(shè)備自主管理策略

器上平臺(tái)系統(tǒng)是深空任務(wù)的保障，當(dāng)中繼鏈路出現(xiàn)異常時(shí)，在不依賴地面控制的前提下，熱控自主管理功能、蓄電池組過(guò)放電保護(hù)功能保證器上能源的可靠與穩(wěn)定；高壓自鎖閥控制管理功能、軌控管路超壓管理功能保障推進(jìn)分系統(tǒng)的可靠工作；測(cè)控固態(tài)放大器超溫?cái)嚯娮灾鞴芾砉δ鼙Ｕ蠝y(cè)控分系統(tǒng)的安全工作。自主管理任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，為排除中繼鏈路故障創(chuàng)造時(shí)間與可能，大大降低了中繼鏈路的使用風(fēng)險(xiǎn)。

(1)熱控自主管理功能，改進(jìn)并增強(qiáng)加熱器自主控制功能。在嫦娥三號(hào)加熱器自主控制功能的基礎(chǔ)上，除了擴(kuò)展加熱器數(shù)量和更新控制參數(shù)外，改進(jìn)提高控制策略的靈活性，滿足熱敏電阻和加熱器多模式選用要求和復(fù)雜組合關(guān)系。

(2)蓄電池組過(guò)放電保護(hù)功能，改進(jìn)并增強(qiáng)蓄電池放電保護(hù)功能。在嫦娥三號(hào)蓄電池放電保護(hù)功能的基礎(chǔ)上，增加程控總線指令能力，滿足了載荷類型變化、控制要求精細(xì)度提高的要求。

(3)高壓自鎖閥控制管理功能，實(shí)現(xiàn)高壓自鎖閥故障自主診斷和閥門控制管理。根據(jù)裝訂的策略和參數(shù)，篩選壓力遙測(cè)并進(jìn)行分析處理，組合條件判斷確定狀態(tài)區(qū)間，選擇執(zhí)行對(duì)應(yīng)的處理流程，自主調(diào)節(jié)高壓自鎖閥管路壓力。

(4)軌控管路超壓管理功能，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)軌控管路超壓故障自主診斷和閥門控制管理。根據(jù)裝訂的策略和參數(shù)，篩選管道壓力遙測(cè)并進(jìn)行分析處理，組合條件判斷確定狀態(tài)區(qū)間，選擇執(zhí)行對(duì)應(yīng)的處理流程，自主調(diào)節(jié)軌控管路壓力。

(5)測(cè)控固態(tài)放大器超溫?cái)嚯娮灾鞴芾砉δ埽瑢?shí)現(xiàn)對(duì)X頻段測(cè)控固態(tài)放大器自主超溫診斷和斷電控制。根據(jù)裝訂的策略和參數(shù)，篩選固放溫度遙測(cè)并進(jìn)行分析處理，組合條件判斷超限后，自主執(zhí)行相關(guān)測(cè)控開關(guān)指令序列，實(shí)現(xiàn)X頻段測(cè)控固態(tài)放大器關(guān)閉保護(hù)。

3.4 關(guān)鍵事件可靠執(zhí)行策略

由于在嫦娥四號(hào)的整個(gè)任務(wù)階段，有若干個(gè)影響任務(wù)成敗的關(guān)鍵事件，例如器箭分離、動(dòng)力下降、兩器釋放分離、休眠喚醒等。這些事件時(shí)序要求強(qiáng)，不能中斷。因此，需要利用自主管理的方法使器上執(zhí)行這些關(guān)鍵事件時(shí)，不受測(cè)控鏈路因素的影響，提高關(guān)鍵事件完成的可靠性與精準(zhǔn)性。

(1)星箭分離程序控制功能，通過(guò)判斷星箭分離信號(hào)，來(lái)啟動(dòng)星箭分離以后的程控指令，按預(yù)先設(shè)置時(shí)序完成火工品控制電路加電，貯箱增壓、姿控管路推進(jìn)劑充填、太陽(yáng)翼解鎖、轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)第一次解鎖、火工品控制電路斷電、切換測(cè)控工作模式等功能。

(2)動(dòng)力下降、休眠延時(shí)指令鏈功能，新增對(duì)GNC分系統(tǒng)的延時(shí)注入數(shù)據(jù)管理和發(fā)送功能，為姿態(tài)軌道控制數(shù)據(jù)和GNC指令提供存儲(chǔ)管理和按時(shí)輸出功能，解決了月球背面動(dòng)力下降階段短時(shí)間內(nèi)大量控制指令及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠執(zhí)行的關(guān)鍵難題。

(3)喚醒自主狀態(tài)設(shè)置，喚醒后自主進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置，對(duì)器上設(shè)備自主開機(jī)，按預(yù)期設(shè)置測(cè)控狀態(tài)，自動(dòng)開啟兩相流體回路自主關(guān)閉功能，實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)流體回路自主管理。能夠根據(jù)篩選的遙測(cè)數(shù)據(jù)分別對(duì)+Y兩項(xiàng)流體回路和-Y兩項(xiàng)流體回路進(jìn)行狀態(tài)判斷，自主執(zhí)行相應(yīng)的指令計(jì)劃，完成回路自主關(guān)閉。

4 飛行試驗(yàn)驗(yàn)證

2018年12月8日，嫦娥四號(hào)探測(cè)器于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。至2018年12月12日，探測(cè)器經(jīng)歷了器箭分離、中途修正、近月制動(dòng)等關(guān)鍵事件，成功進(jìn)入環(huán)月軌道。2019年1月3日進(jìn)行了動(dòng)力下降，成功著陸。著陸后，探測(cè)器完成了月面工作計(jì)劃任務(wù)，包括月面初始化、兩器分離、兩器互拍等；1月12日，著陸器進(jìn)入第一個(gè)月夜休眠期；1月30日著陸器正常喚醒；2月1日，進(jìn)入著陸器長(zhǎng)期管理階段。

數(shù)管分系統(tǒng)在嫦娥四號(hào)發(fā)射飛行、月背著陸、月面工作、休眠喚醒的全過(guò)程中經(jīng)歷了所設(shè)計(jì)的全部工作模式見表2。數(shù)管功能和性能滿足著陸器飛行任務(wù)要求；工程數(shù)據(jù)與載荷數(shù)據(jù)均通過(guò)中繼測(cè)控?cái)?shù)傳鏈路按設(shè)計(jì)正確下傳；自主運(yùn)行功能按預(yù)期正確執(zhí)行。數(shù)管分系統(tǒng)所有設(shè)計(jì)已得到充分驗(yàn)證，有力支持了任務(wù)圓滿成功。

表2 數(shù)管分系統(tǒng)在軌飛行試驗(yàn)驗(yàn)證情況

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從體系結(jié)構(gòu)、信息流設(shè)計(jì)、自主運(yùn)行3個(gè)方面詳細(xì)介紹了嫦娥四號(hào)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過(guò)成功在軌運(yùn)行驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的實(shí)效性。但目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)管理系統(tǒng)僅僅是實(shí)現(xiàn)了部分子系統(tǒng)的自主運(yùn)行，自主技術(shù)仍關(guān)注的是星務(wù)管理、資源控制、健康監(jiān)測(cè)等保障航天器正確運(yùn)行的基本任務(wù)；隨著深空探測(cè)任務(wù)的多樣化和復(fù)雜化，系統(tǒng)級(jí)自主需求越來(lái)越迫切，自主技術(shù)由面向工程的系統(tǒng)自主向面向科學(xué)的系統(tǒng)自主發(fā)展，自主技術(shù)將會(huì)更注重深空探測(cè)任務(wù)的核心目標(biāo)——科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，此時(shí)自主系統(tǒng)將重點(diǎn)突出科學(xué)數(shù)據(jù)的處理、科學(xué)現(xiàn)象的在軌發(fā)現(xiàn)、突發(fā)科學(xué)事件的自主跟蹤觀測(cè)等面向科學(xué)的自主功能。實(shí)現(xiàn)在無(wú)人干預(yù)情況下的長(zhǎng)期系統(tǒng)級(jí)自主是自主技術(shù)發(fā)展的必然方向。