编者按：本文是36氪“边界计划”的转载内容，来自九天微星（ID：commsat），作者九天波粒（九天微星通信航天人一枚，清华未毕业电子系工程博士），36氪经授权转载。

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，有可能让你从攒机工程师，阶跃为一个航天工程师。

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

航天器所有的器件都是特种兵，不是loser，他们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、手把手攒火箭之硬件选择

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，这是多么宝贵的批评与自我批评的精神啊！

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。