自主保障——JPL的既往研究、经验教训与未来方向

机器人空间任务长期依赖自动化（在2015年NASA技术路线图中定义为“使用预规划指令集（如指令序列）对装置、过程或系统进行自动控制”），以在需要快速响应时对事件作出反应。当环境变化范围广泛以致无法预规划响应时，则需要自主能力（该处定义为“系统在独立于外部控制的情况下运行以实现目标的能力”）；此时自主能力遵循机载慎思过程来确定态势、决定响应并管理其执行。随着冒险性空间任务概念的发展，自主能力日益被需要，既作为赋能能力，也作为显著提升这些任务可返回科学价值的手段。但如果允许自主能力控制这些任务中昂贵的资产，任务生命周期中的所有参与方——从提案者到地面控制——都必须高度确信自主能力将按预期运行，以保障资产安全并（如可能）达成任务目标。任务保障的作用是为提供此种信心的关键贡献者，然而经过数十年航天锤炼的保障实践对自主能力经验相对较少。为弥补此状况，JPL软件保障组的研究人员参与了专门针对自主能力保障的技术开发。本文总结了超过二十年的此类研究，并对解决开放问题所需进一步工作提出愿景。