科学与遥感系统.pdf

10.1 传感器系统 银河级星舰的特点之一是装备了当时联邦星舰上最先进灵巧的传感器这些传感器使得进取D 号成为有史以来建造的科考探索能力最强的飞船之一 银河级星舰上的传感器主要分为 3 大系统首先是位于工程舰体前端的远程传感器阵列，这种高功率设备设计用来对飞行路径遥远前方进行扫描，收集航行与科学信息 第二个则是主传感器，这些外部传感器阵列主要布置在主（碟部）舰体前部和左右舷边缘以及工程舰体左右舷和船尾此外在主船体 2 号和 16 号甲板也布置较小的传感器阵列以填补部传感器阵列的盲区 最后的主要群组是导航传感器 这些专用传感器直接连接到飞船的控制系统，用来航行定位和测定飞行速度上下两组阵列布置在前后左右 此外还有几个特殊用途的任务包和工程传感器，例如位于舰壳表面各个点的亚空间流传感器 这些传感器为银河级星舰和船员们提供的广泛功能范围包括： ·天文观测这包括光学和宽频带电磁扫描研究恒星能力以及跨光年范围内的其他物体和现象还有自动化大范围扫描绘制星图以及控制个别设备用来单独执行特定的研究任务 ·行星表面分析一个大范围短距传感器用来飞船在行星轨道上时提供广角扫描与勘测能力除了高分辨率光学与电磁波段扫描外 还有虚拟微中子光谱仪和短距离夸克共振扫描仪共同提供了详细的地质结构分析能力。

·远距离生命形态分析一组由带电夸克团共振扫描仪构成的复杂的传感器阵列，提供跨轨道距离的生物数据通常情况下当与光学和化学分析传感器配合使用时，生命形态分析软件就能由此推断生物形式的总体结构和其基本化学构成 10.2 远程传感器 银河级星舰上最强大的科学仪器也许是远程传感器阵列，这些高功率的被动和主动亚空间波段传感器位于工程舰体的主偏导仪后方 其中远程传感器阵列中大部分主要仪器是主动型亚空间扫描设备，这些仪器能使信息的采集速度大大超过光速限制在高分辨率模式下该阵列的有效扫描距离约为 5 光年，在中低分辨率模式下的有效作用范围大约是 17 光年（具体视仪器类型而定）在此范围内传感器的扫描脉冲以相当于曲速 9.9997 的速度发送出去，用 45 分钟到达目的地然后反射的回波再经过 45分钟回程才能被星舰接收到 标准扫描协议能让探测速度达到每天都能全面研究一个相邻的星区在一个太阳系的范围内时，远程传感器阵列能提供几乎瞬时无延迟的信息远程传感器阵列的主要仪器包括包括： ·广角主动电磁扫描仪 ·窄角主动电磁扫描仪 ·孔径为 2.0 米的伽玛射线望 远镜 ·变频电磁通量传感器 ·生命形态分析仪器组 ·亚空间场压力数据传感器 ·重力扭曲扫描仪 ·被动型中微子成像扫描仪 ·热成像阵列 这些仪器装在主偏导仪后 32-38 号甲板的 8 个仪器平台中。

其中有的高功耗仪器例如被动中微子成像扫描仪是直接从主等离子电力系统（ EPS）接口导管获取能源主偏导仪发射器因为考虑到传感器的工作而设计成带有网孔的“透明”结构，尽管这样可是在偏导仪运行超出最大额定能量 55%时，亚空间场压力传感器和重力扭曲传感器就会因此无法采集到有用的数据在这些仪器平台中留有 15 个空置的安装 底座，用来以后的特别任务或者未来的改装升级所有的仪器平台共享使用航行偏导仪位于 34 号甲板的 3 个亚空间场发生器，能在曲速和脉冲推进速度下传输亚空间场势能通量给传感器参见条目 7.4） 远程传感器设计用来向前扫描飞行方向，常用来搜索可能危害飞行安全的物体例如微流星或 是其他碎片这操作本身是自动化控制并且由飞行控制军官管理当远程传感器检测到小颗粒或是其他次要威胁物体时，便会自动指示主偏导仪将这些挡在前方的威胁物体从星舰飞行路径中扫除偏转的扫描范围和程度随飞船的速度而变化当检测大型物体时会自动协调轻微的调 整飞行路径以避开可能的危险碰撞在这种情况下电脑会把情况通知飞行控制军官，以便必要时人工干预操作 10.3 导航传感器 地球上的生命例如鸟类常通过感知周围环境，运用其感官观察夜空中的星星来导航从而飞行到另一个目的地。

银河级星舰从某些方面上类似那些长途跋涉的鸟儿，用大致相同的方式来导航定位星舰上的计算机系统不断的处理传感器获取的数据并每秒进行数十亿次计算，模仿生物解决导航问题的方式虽然银河级星舰上的主计算机中的模拟神经元（以及其互相的连接）数量和效率均比不上禽鸟的大脑，然而尽管这样银河级星舰的系统 依旧足以完成这银河系中穿梭的任务 主计算机内的导航处理器不停的分析传感器传入的数据流，从而推算出可用的位置与速度数据任何时刻的飞行定位都依赖导航传感器如果星舰飞行在一个已知天体例如行星的轨道上或是在一个已经测绘过的恒星系统内时，许多远程传感器将会被限制使用，更青睐用近程传感器设备而当飞船在星际空间巡航时，可以提高远程传感器优先度并关闭大部分短距离传感器以降低负责处理导航传感器信息的有机计算机系统工作负荷 350 个导航传感器组件设计成和其他一般传感器阵列完全隔离，没有任何交叉链接这样的隔离还提供 了直接连接主计算机的脉冲电路以加快计算机处理速度尤其是在高曲速航行下如果定向上每分钟出现百分之一角秒的误差，那每航行一光年就可能导致和一颗恒星或行星甚至是小行星相撞在这种情况下特选的交叉链路会过滤纠正主计算机的误差。

每个标准导航传感器包括以下仪器： ·类星体望远镜 ·广角红外源跟踪器 ·窄角红外与假色紫外线 /伽玛射线成像仪 ·被动型多坐标亚空间波接收机 ·恒星引力探测器 ·高能带电粒子探测器 ·银河系等离子体波制图处理器 ·联邦时基信标接收机（可能如同对表校正时间） ·恒星坐标对成像仪 主计算机中的导 航系统接收传感器输入自适应数据速率和星舰在银河中航行的真实速度有关当飞船航行速度超过光速（曲速状态）时为了确保安全，导航系统会预留 30%以上处理能力以备星舰操纵人员防撞规避计算的需要如果在在超光速航行状态下导航系统空余处理能力低于 20%那可能会降低安全水平在特殊导航操作模式，例如紧急状态和作战条件时，计算机的决策和程序随具体情况而定 处理传感器输入数据的算法采用两种截然不同方式，分别是基线代码和可调重写代码其中基线代码包括最新版的 3D 和 4D 定位与飞行控制软件，可以在星际基地大修时重装更新这种代码 储存在受保护的计算机核心数据库中，能让星舰执行所有的常规飞行任务从第一 次离开船坞启航以来进取 D 号的基线代码重新完整安装过 3 次可调重写代码能有多种编译方式，基线代码编译成符号语言以适应新的脚本，并允许主计算机创建自己的解决方案或是把经过验证的解决方案添加进现有的数据库中。

这些经过验证的解决方案作为学习积累的经验，并能快捷的分享给星际舰队的部分或全部星舰，如同一个物种的成熟一样它们通常包括大量的高曲速飞行推测，利用计算机把预测的星际位置和实际观测所得对比能派生出新的数学公式主内存最多可以同时驻留 1024 个版本的可调重写代码公式，或者是 12665 条可转换代码段可调重写导航代码主要在星际基地逗留时下载或者传输乃至用物理方式转移（估计是用等线性光学储存芯片）到星际舰队进行分析 专用导航传感器平台如同战术和推进系统一样，由于其对于星舰运行的重要性其预防性维修要比其他科学仪器更频繁其正常的部件往往在设计寿命的 65-70%就被拆卸替换在因为任务或无法获得定期翻新备件的情况下其预防性维修可以推迟有些传感器组件所用的材料稀有（不是任何东西都能轻松复制）或者是部件生产复杂耗时所以需要提前准备，相关的仪器包括类星 体望远镜（偏移频率光圈和光束合成阵列）与广角红外源跟踪器（薄膜低温液体再循环装置）以及银河系等离子体波制图仪（快速傅立叶变换子网络）相比其他传感器备件储备量不低于 15%的警戒线，这些相对难以获得的仪器备件储量还剩下 6%时是能够被接受的 10.4 侧向传感器阵列 这是银河级星舰上规模最大的阵列，也是最有效的传感器设备。

星舰外部整合布置了许多大型传感器阵列，为仪器提供充足的空间和最佳的三轴探测视野 各个传感器阵列排列起来组合成连续的条形结构，上面安装了一连串的独立传感器平台这些传感器平台设计上便于更 换模块和更新仪器所有的传感器平台上三分之二的位置安装着标准的星际舰队科学传感器包，其余位置所装的仪器具体则由要执行任务的特殊需求而定传感器平台为仪器给予所需的微波能源和光学数据网络链接以及低温冷却剂供应乃至机械安装点并且还提供了 4 套仪器指向调整伺服机构组和 2 个数据辅助处理计算机 标准星际舰队科学传感器系列包括以下六种平台设备： 平台 #1 广角电磁辐射成像扫描仪 夸克团分析计数器 Z 范围微粒光谱传感器 平台 #2 高能质子光谱仪集群 重力扭曲制图扫描仪 平台 #3 可控生命形态分析仪组 平台 #4 主动型磁 干涉扫描仪 低频电磁通量传感器 局部亚空间场压力传感器 参量亚空间场压力传感器 过滤掉氢的亚空间通量扫描仪 亚空间线性校准通量传感器 平台 #5 变频光学成像仪集群 虚拟孔径引力通量光谱仪 高分辨率引力通量光谱仪 弱引力偏振仪 平台 #6 被动伽玛射线成像干涉传感器 低级热成像传感器 固定角度伽玛射线频率计数器 虚粒子测绘相机 一个完整的星际舰队标准传感器集是由分装在 6 个标准传感器平台上的 24 套以上的仪器组成。

144 个传感器平台分布在主船体（碟）和辅助船体（工程）组成侧面阵列这些仪器的布局经过优化设计从而获 得尽可能大的视角，并且观测视野上互相重叠以作为冗余措施另外还有 284 个传感器平台安装在船体上下部分以填补侧面阵列对于顶底方向高俯 /仰角的探测盲区这些阵列组件采用标准的星际舰队仪器包 在一些特殊探索调查任务情况下除了标准的星际舰队仪器还常需要各种非标准仪器，可以加装到 140 个非标准传感器平台上如果这些需要安装的特殊仪器体积比较小那可以从舱内的服务通道进行安装而大型设备的安装则必须通过舱外活动来安装，有些人员出入气闸舱就因此而设在传感器阵列附近当一个设备太大或者是更换 /安装整个传感器平台那就需要检测 艇或穿梭机来完成这些舱外作业任务 10.5 无人探测器 仅依靠舰载传感器阵列可能不足以完全满足对银河系中许多事物和现象（难以靠近或无法进入）的详细调查研究，有时会遇到有些仪器的分辨率条件以及因为读数不够精确详尽，以至于得通过对那些相对粗略的数据进行推算来判断正确数值等烦恼为此可以通过小型无人载具配置仪器贴近目标，收集大比例与高分辨率数据来解决上述问题一般的通用型探测器尺寸都能和艏艉的光子鱼雷发射管兼容，发射管施加的高初速有助于节省时间更快飞抵目标。

此外有 3 种更大的探测器则是基于穿梭机的架构，取 消所有生命支持系统然后塞满传感器以及遥测设备设计而成的 通用探测器 通用型探测器家族目前由 9 个级别的小型探测器组成，根据传感器类型、功耗以及性能评级定型以下 9 种探测器有很多共同点：飞行器结构框架都由伽玛成型的硬铀合金和三钛合金以及压力粘结的硼化物制造、并且部分传感器窗口也都采用 3 层透明铝材料而不用窗口的传感器用各种方法嵌入粘连探测器表面材料与外壳合为一体，主动性传感器则布置在探测器内部所有 9 个级别的探测器都配备了标准仪器套件能用来对一般电磁频段和亚空间频带、有机和无机化合物、大气成分和机械力性能等进 行探测与分析当进入大气层时至少能保证能源供应和生存，有三个级别的探测器设计用来长时间在大气层内机动和软着陆 很多探测器都具备不同程度的遥控自治操作能力允许实时控制和自动驾驶探测器这样人们就能安全的在星舰上对那些危险的环境与敌对区域或者是其他难以到达的地方进行探索调查 后面部分会列出每个级别的探测器规格级别高低不是暗示能力高低而是命令船员发射时选择不同探测器的序列代号一般保持待命状态可以立即发。