Welche Betriebssysteme laufen auf der Internationalen Raumstation?

Ich würde denken, dass z. B. die Lebenserhaltung nicht auf einem Laptop läuft und kein Betriebssystem von der Stange verwendet.

Das ist richtig.

Das Herz und die Seele des Computersystems im russischen Segment der Internationalen Raumstation ist das Data Management System – Russia (DMS-R), das aus zwei fehlertoleranten Computern besteht (von denen jeder drei unabhängige CPUs hat, die durch Abstimmung arbeiten ) plus ein weiteres Paar Kontrollpostencomputer. Diese Computer betreiben gemeinsam Lebenserhaltung, Stromversorgung, Kommunikation und Führung, Navigation und Steuerung für das russische Segment. Die DMS-R-Computer verwenden VxWorks 5.3, eine alte Version (Jahrgang Ende der 1990er Jahre) des VxWorks-Betriebssystems als Betriebssystem. VxWorks ist ein proprietäres Echtzeitbetriebssystem, das größtenteils wie Unix aussieht.

Das Herz und die Seele des Rechensystems für das US-Segment ist eine Reihe von über 50 Computern, die (IMHO) den schrecklichen Namen "Multiplexer / Demultiplexer" tragen. Die USOS-Multiplexer/Demultiplexer werden in Ada programmiert und verwenden eine reine Ada-Laufzeitumgebung. Je nach Perspektive kann man die MDMs so betrachten, als hätten sie kein Betriebssystem (was bei eingebetteten Systemen durchaus üblich ist) oder dass die Ada RTE das Betriebssystem ist.

Nebenbemerkung: Ein Multiplexer/Demultiplexer (MDM) ist normalerweise ein ziemlich einfaches und sehr einfaches Kommunikationsgerät, das mehrere Signale zu einem kombiniert (einem Multiplexer) und ein einzelnes Signal in mehrere Signale aufteilt (ein Demultiplexer). Die ISS MDMs sind alles andere als simpel und low-level. Sie führen zusammen über zwei Millionen Zeilen Ada-Code aus.

Was ist mit all den Laptops auf der Station? Ursprünglich sollte die Raumstation keine kommerziellen Laptops haben. Stattdessen sollte es "Mehrzweck-Anwendungskonsolen" geben, die in Ada von derselben Gruppe programmiert werden sollten, die die USOS MDM-Software entwickelt hat. Das hat aus mehreren Gründen nicht geklappt. Diese Laptops werden für viele verschiedene Dinge verwendet, aber sie betreiben nicht das Lebenserhaltungssystem oder eines der anderen sicherheitskritischen Systeme auf der Station.

Kurz gesagt, ich bin mir ziemlich sicher, dass keine Windows-Systeme mehr verwendet werden. Alle/die meisten Laptops, die von den Astronauten verwendet werden, haben ein Linux-basiertes Betriebssystem (Debian). Das Command and Data Handling (CDH)-System steuert alle wichtigen Funktionen des US-Segments, das Multiplexer/DeMultiplexer enthält, die hauptsächlich die Daten zu und von anderen Systemen in der ISS weiterleiten. Es ist mir jedoch nicht klar, ob diese Systeme ein Betriebssystem haben.

_{20. Januar 2016: Aufgrund weiterer Recherchen und der Kommentare von David Hammen geändert.}

Sowohl in diesem Blogartikel als auch in dieser Quora-Frage wird erwähnt, dass die Telemetrie-, Befehls- und Schlüsselstationsfunktionen von Systemen mit dem Betriebssystem Linux gesteuert werden, aber es wird kein eindeutiger Hinweis gegeben. Telegraph erwähnt, dass:

Dutzende von Laptops im „opsLAN“-Netzwerk der ISS – das der Schiffsbesatzung wichtige Funktionen für den täglichen Betrieb bietet, von der Information der Astronauten über ihren Aufenthaltsort bis hin zur Verbindung mit Bordkameras – werden umgestellt, wodurch Windows vollständig von der ISS entfernt wird .

Aber Linux war auf den meisten Systemen bereits vorhanden:

An Bord der ISS werden bereits verschiedene Systeme mit Linux betrieben, darunter der weltweit erste „Robonaut“, der 2011 zur Raumstation geschickt wurde. „R2“ kann sowohl von Astronauten als auch von Bodenlotsen manipuliert werden und soll auch „Aufgaben“ ausführen gefährlich oder banal" für Astronauten in der Schwerelosigkeit, so die Linux Foundation.

Darüber hinaus bezieht sich eine Quora-Antwort auf diesen Artikel , in dem erwähnt wird, dass QNX RTOS , ein Mikrokernel-Echtzeit-Betriebssystem, bei Space-Shuttle-Missionen zur Führung des Canadarm und auf der Internationalen Raumstation verwendet wurde.

Datenverwaltungssystem der ESA: DMS-R :

ist eine Reihe von Computern, die für die Gesamtsteuerung, die Mission und das Fehlermanagement des gesamten russischen Segments der Internationalen Raumstation sorgen.

Allerdings ist mir nicht klar, welches Betriebssystem sie verwenden.

Ein veraltetes NASA-Dokument von 1998 zeigt in Tabelle 2-2 (S.40) einige verwendete Computersysteme als Crew Interface , aber nur zwei sind mit Betriebssystem aufgeführt:

• Tragbares Computersystem (PCS):
  • Zweck:
    • Änderungen des Stationsmodus ausführen
    • Stations-C&W verwalten
    • Command and Control (C&C) US-Systeme
  • Hardware: IBM Thinkpad 760XD Laptop bei 8A
  • Betriebssystem: Solaris UNIX-Betriebssystem
• Stationsunterstützungscomputer (SSC)
  • Zweck:
    • Sehen Sie sich die elektronischen Verfahren in den USA und mit mehreren Segmenten an
    • Lagerverwaltungssystem verwenden
    • Anzeigen und Bearbeiten des kurzfristigen Onboard-Plans
    • Bereitstellung von Standard-Büroautomatisierungstools und anderer Software zur Unterstützung der Crew
  • Hardware: IBM Thinkpad 760XD Laptop bei 8A
  • Betriebssystem: Betriebssystem Windows 95
  • Ein zusätzliches Thinkpad dient als Dateiserver für das RF Local Area Network, das es SSCs ermöglicht, mit dem Server zu kommunizieren

Hinweis: PCS und SSC sind beides Laptops, nicht die Flugcomputer, wie von Organic Marble kommentiert.

Bearbeiten: Wie von David Hammen kommentiert, wurde die Internationale Raumstation Mitte bis Ende der 1990er Jahre entworfen. Auch Linux war in diesen Tagen in Entwicklung, beginnend mit der Ankündigung von Linus im Jahr 1991, und die Linux-Version 1.0 wurde 1994 auf den Markt gebracht. Real Time Linux wurde 1997 vorgestellt. Dies macht es unwahrscheinlich, dass die Systeme unter Linux oder Real laufen oder zumindest liefen -Zeit Linux.

Das ISS Guide Update 2015 der NASA erwähnt:

Das System zum Speichern und Übertragen von Informationen, die für den Betrieb der ISS unerlässlich sind, hat in allen Phasen des Zusammenbaus funktioniert und ermöglicht die Steuerung von verschiedenen Segmenten der ISS. Das verbesserte Prozessor- und integrierte Kommunikations-Upgrade in einigen Multiplexer/Demultiplexern (MDMs) hat die Verarbeitungs- und Speicherreserven erheblich verbessert; zusätzlich zum Hinzufügen einer neuen Ethernet-Schnittstelle. Die Laptops des tragbaren Computersystems stellen die Besatzungsschnittstelle für die Steuerung und Überwachung der Hardware des ISS-Kernsystems und der zugehörigen Software bereit.

Zitieren eines Teils von Robert Frosts Antwort auf Quora über die Computer der ISS:

Es gibt zwei oder sechs Hauptcomputer, je nachdem, wie Sie darüber nachdenken möchten.

Das US-Segment verfügt über einen Computer namens C&C MDM (Command and Control Multiplexer DeMultiplexer). Nun, es sind eigentlich drei nahezu identische Computer. Sie werden alle gleichzeitig ausgeführt, und zu jedem Zeitpunkt wird einer von ihnen als primär, ein anderer als Backup und der dritte als Standby betrachtet. Es gibt etwa vierzig weitere MDMs auf niedrigerer Ebene, die für Systeme oder Hardware verantwortlich sind.

Das russische Segment hat einen Computer namens ЦВМ (Центральная вычислительная машина) (zentrale Rechenmaschine). Nun, es sind eigentlich auch drei fast identische Computer. Sie funktionieren jedoch etwas anders. Sie arbeiten gleichzeitig und Aufgaben können den verschiedenen Bahnen zugewiesen werden.

Aus diesem Artikel von nasaspaceflight.com :

Ein Multiplexer/Demultiplexer (MDM) ist im Wesentlichen eine elektronische Einheit, die mehrere Datenströme sendet und empfängt, und somit werden alle ein- und ausgehenden Daten zur und von der ISS über ein MDM an ihr richtiges Ziel geleitet.

Die ISS-MDMs sind Teil des Command and Data Handling (CDH)-Systems, das alle wichtigen Funktionen des US-Segments der ISS steuert, einschließlich Energieerzeugung und -verteilung, Lageregelung, Umgebungskontrolle, Kommunikationssysteme und Überwachung wissenschaftlicher Nutzlasten. Die MDMs enthalten die gesamte Software, die zur Steuerung dieser Systeme erforderlich ist , weshalb sie im Wesentlichen als Computer betrachtet werden können.

Bearbeiten 2: Zwei interessante Videos:

• ISS Update: Computer Upgrade on Station über das Computer-Upgrade der Computersysteme im Mai 2013. Es handelte sich um ein Platinen-Upgrade zur Verbesserung der Rechenleistung (Speicher, CPUs etc.). Sie rüsteten 7 der 47 MDMs auf, die die Raumstation kontrollieren.
• NASA ISS Stream Computer Reboot : Dies ist der Computer, der die Kameras streamt und anscheinend VxWorks von Wind River Systems ausführt