成本相差5384倍！看SpaceX如何搞翻航天圈
来源: 三寸日光（原始标题：成本相差5384倍！看SpaceX如何用工业级器件搞翻航天圈）01宇航级 ， 用不起在航天圈里 ， 有一种器件如贵族般存在：宇航级器件
一个二极管只要上天验证成功 ，就可以从一个工业级十八线小明星跃升为宇航级一线大明星 ，身价可以倍增上百倍甚至上万倍 。以现有载人飞船搭载的星载计算机和控制器举例 ，单个控制器价格为500万人民币左右 ，一共14个系统 ，为了追求高可靠性 ，每个系统1+1备份 ，一共28个控制器 ，成本总计约1.4亿人民币！而SpaceX的龙飞船主控系统的芯片组 ，仅用了2.6万人民币 ，成本相差5384倍！
Elon Musk到底是如何做到的？我们看以下几条重要的知识点 。知识点1、 SpaceX猎鹰九号和龙飞船用的都是Intel双核的x86处理器；2、 操作系统用的是Linux ， 还有LabView和Matlab；3、 软件工程用的是C++ ， 有些时候也用Python；4、 整个主控程序只有几十万行代码 。02工业级器件小屌丝的困境：粒子翻转航天器所有的器件要经历很苛刻很苛刻的环境 。首先发射时要禁得住剧烈的抖动和很高的温度 ，才能走出地球 。而真正的炼狱在入轨后才刚刚开始 ，面对太阳面的时候 ， 温度迅速提升 ， 最高到120°C背离太阳面的时候 ， 温度骤减 ， 最低到-150°C就这样90分钟一圈又一圈 ， 周而复始 ，每圈都是270°C的温差 。
而对于电子器件来说 ， 温度不是最难熬的 ，最难熬的是太空中的辐射 ，这些辐射有来自地球的召唤：地球磁场也有来自太阳的问候：高能粒子还可能有来自三体文明的问候：其他太阳系以外的粒子 。而这些粒子 ， 将引发电子器件的神经紊乱 ，专业名词是：粒子翻转它将很Surprise地告诉星载计算机和星载存储器“下面将是见证奇迹发生的一刻！”“我要把1变成0 ， 然后再把0变成1 。 ”有些人问了 ， 多大点事啊 ， 不就差个1吗？！但是在比特界 ， 差一位就可差之千里 。举个栗子：
如果指令20是向上爬升 ， 指令24是停止推进 ，后果是难以想象的 。所以如果发生了1和0不分的情况 ，整个飞行器的运算结果曾导致非常大的灾难 。在1996年 ， 阿里安501火箭 ，虽然没有粒子翻转 ，但是系统试图将一个64位的数字 ，放到一个16位的地址里面去 ，随即发生了1/0错乱的现象 。
结果在点火37秒后 ，火箭开始侧翻 ，随之爆炸 ，因为这个“小”问题 ，那次发射损失高达3.7亿美金！回到主题 ， 既然粒子翻转这么恐怖 ，那SpaceX如何做到发现问题和解决问题的呢？很简单：民主决策技术名词叫：parity bits同位位元既然判断不了一个是否翻转 ，那就多放几个一样的设备 ，通过比较 ， 把不一样的结果给踢出去 。03攒火箭硬件选择上文提到 ， SpaceX没有选择用贵族宇航级器件 ，而是选择了经典厂牌Intel的X86双核处理器 ，京东售价仅478元人民币（参考价为奔腾系列 ， 赛扬更便宜）：
而SpaceX也没有用双核做一件事 ，而是把双核拆成了两个单核 ，分别计算同样的数据 。每个系统配置3块芯片做冗余 ，也就是6个核做计算 。
如果其中1个核的数据和其他5个核不同 ，那么主控系统会告诉这个核重新启动 ，再把其他5个核的数据拷贝给重启的核 ，从而达到数据一直同步 。周而复始 ， 不让一个核掉队 。
据SpaceX前火箭总师John Muratore透露 ，龙飞船一共有18个系统 ，每个系统配置了3块X86芯片 ，龙飞船一共有54块 。所以龙飞船主控芯片的总价约：2.6万人民币 ， 3600美元！
而猎鹰九号一共有9个分立式发动机 ，每个发动机配置了3块X86芯片 ，加上主控系统配置了3块 ，猎鹰九号一共有30块这样的芯片 。猎鹰九号主控芯片的总价约：1.4万人民币 ， 2000美元！我差点砸了手里的X1 ，是它阻拦了我攒火箭的大计！
更让SpaceX开心的事情 ，是Intel X86的程序员一抓一大把啊 ，而专业宇航级器件的程序用的基本都是特定语言 ，程序员比元器件还难找 。而且硬件工程师压力也小 ，X86芯片随便造 ，烧坏了？再来1个 。 不不 ， 再买一打！可是宇航级器件仅仅是测试费 ，就都够再买一车X86芯片的 。04攒火箭软件选择SpaceX就用的开源Linux写的操作系统 ，而Linux用随便一台电脑就可以编写 。同样的 ， SpaceX程序员最爱的还是C++ ，用开源的GCC或者GDB做火箭的主控程序 。SpaceX还用LabView ，一款图形化编辑语言 ，对于火箭程序来讲 ，它更容易实现可视化和流程化 ，更容易做复杂的算法设计和数据分析 。SpaceX也用Matlab ，在仿真和矩阵计算上 ， 真的很好用 。而且 ， 龙飞船 ， 猎鹰九号 ， 猎鹰重型 ，分享着同一款代码 ，分享着同一类迭代 ，分享着同一种喜悦 ，多么的模块化 ，多么的互联网…05大数据监控和测试2018年 ， SpaceX一共发射21次 ，一个公司占全球发射数量约20% ，而SpaceX的工程师和分析师 ，手里有大量的测试数据和实际数据 ，而且他们也被鼓励用不同的维度 ，去检验飞行器的安全性 ，形成最新的也最实用的测试程序 ，从而降低实测成本 。
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