Компьютеры которые помогли человеку полететь в космос
Обновлено: 30.06.2024
ОБЪЯВЛЕНИЕ ОТ АДМИНИСТРАЦИИ ГРУППЫ ! Последнее время резко выросло количество публикаций ,особенно видео, с содержанием не соответствующим формату и целям группы . Какие-то занятия со щенками,сварка полуавтоматом, лимфодренаж и прочее-прочее . Господа публикаторы подобного ! Неужели так сложно прочитать название группы и правила группы,которые опубликованы в закрепленной теме ?! Прекращайте замусоривать ленту! Группа не доска объявлений и не сборник всего на свете. Предупреждаем официально! В д
Правила группы ИСТОРИЧЕСКИЙ КЛУБ (обо всём понемногу)
Наш клуб ( группа)не является ПАТРИОТИЧЕСКОЙ организацией и стоит вне каких-либо политических партий ( не является средством массовой информации) и создана исключительно для тем исторической направленности. Главная Идея, заложенная при образовании "Исторического Клуба", это ДРУЖЕСКОЕ общение единомышленников- любителей истории без эмоций: мата и оскорбления.
7(19) ноября родился Генрих Яго́да (имя при рождении — Енох Гершевич Иегуда, 1891 — 1938) — российский революционер, советский государственный и политический деятель, один из главных руководителей советских органов госбезопасности (ВЧК, ГПУ, ОГПУ, НКВД), нарком внутренних дел СССР (1934—1936), первый в истории «генеральный комиссар государственной безопасности». Родился в Рыбинске в еврейской семье. Его отец был печатником-гравёром. Получив среднее образование, работал статистиком. Участвовал
ТРУДНОЕ ДЕТСТВО АЦТЕКОВ ! До трех лет дети росли свободно, как и полагается малышам. От трех до четырех лет детей «формировали» физически. То есть, целый год делали все возможное, чтобы ребенок был крепким и сильным. Для этого и мальчиков, и девочек регулярно «растягивали». Ацтеки были уверены, что человек сам по себе не вырастет, ему надо в этом помочь. Растяжке подлежало практически все тело: руки, шея, ноги, пальцы, нос, уши. Ребенок считался «некачественным», если был болезненным, калекой
Если в дверь к нам стучалась беда, Когда враг стоял на пороге Нас Отчизна в защиту звала. И мы шли сквозь огонь и тревоги Шли за землю свою воевать, Позабыв о домашнем покое. Мы учились в боях побеждать, Где на всех было общее горе. Нам в затылок дышала смерть, Жгла свинцом бесстрашные души! Каждый был готов умереть За Одну Шестую часть суши Там мальчишки стали седыми В свои двадцать неполных лет И девчонки совсем молодые Шли дорогами трудных побед И в кровавых бинта
Известную певицу Марину Хлебникову этой ночью едва успели спасти из огня.
Сейчас артистка в больнице. Ее состояние, по нашим данным, оценивается как тяжелое. Хлебникова получила сильнейшие ожоги, врачам пришлось подключить ее к аппарату ИВЛ.
19 ноября 1920 – СНК РСФСР принял декрет «О конфискации всего движимого имущества граждан, бежавших за пределы Республики или скрывающихся до настоящего времени».
Декрет Совета Народных Комиссаров. О конфискации всего движимого имущества граждан, бежавших за пределы Республики или скрывающихся до настоящего времени. Совет Народных Комиссаров в дополнение декрета Совета Народных Комиссаров о бесхозяинном имуществе (Собр. Узак. 1920 г. № 87, ст. 442) постановил: 1. Объявить собственностью Р.С.Ф.С.Р. все движимое имущество бежавших за пределы Республики или скрывающихся до настоящего времени граждан, в чем бы оно ни заключалось и где бы ни находилось. 2. И
Интервью А.Ф. Керенского было записано на радио "Канада" в Нью-Йорке в 1964 году князем Ливеном и вышло в эфир в 1967 году - на 50-летие Октябрьской революции.
Вы отметили максимальное количество друзей (64) на этой фотографии.
В данный момент вы не можете отметить человека на фотографии. Пожалуйста, попробуйте позже.
Чтобы отметить человека, наведите на него курсор и нажмите левую кнопку мыши. Чтобы отметиться на фото, наведите на себя курсор и нажмите левую кнопку мыши.
Компьютеры, которые помогли человеку полететь в космос.
12 апреля — одна из наиболее знаменательных дат современности. Именно в этот день в далеком 1961 году лётчик-испытатель Юрий Гагарин стал первым космонавтом в истории человечества. Тысячи лет эволюции технологий и научных знаний позволили людям наконец исполнить заветную мечту — стать на шаг ближе к звёздам. И компьютерные технологии сыграли в этом событии далеко не последнюю роль. Несомненно, 60 лет назад никто и представить себе не мог вычислительных возможностей современных компьютеров. А наши современники при упоминании техники тех времён представляют себе громадные вычислительные центры, полные многочисленных мигающих ламп, считывателей перфокарт и прочего оборудования, серьёзно уступающего обыкновенному смартфону. Но что именно за техника позволила нам сделать первые шаги в космическую эру? Поехали! Выводу на орбиту первого искусственного спутника земли, запуску первого пилотируемого космического корабля и всем последующим пилотируемым запускам вплоть до современных кораблей «Союз» мы обязаны созданной в 1954 году межконтинентальной баллистической ракете Р-7 со всеми её последующими модификациями. Но без точных расчётов траектории полёта успешный запуск был бы попросту невозможен. И за эти расчеты отвечала первая в СССР серийно выпускавшаяся ЭВМ — «Стрела».
Разработана данная ЭВМ была в 1953 году, и за последующие три года было выпущено всего семь её экземпляров, призванных работать в ключевых отраслях «народного хозяйства» страны. В том числе и рассчитывать траектории первых баллистических ракет, искусственных спутников Земли, а так же первых пилотируемых полетов в космос.
«Стрела» относилась к ЭВМ первого поколения и обладала достаточно скромными характеристиками: Производительность: 2000 операций в секунду; Оперативная память на электронно-лучевых трубках: 2048 слов (2 килобайта) по 43 двоичных разряда (бита) в каждом слове; Для постоянной памяти использовались полупроводниковые диоды и накопители на магнитной ленте (до 100 000 43-разрядных слов). Ввод и вывод информации производился с помощью перфокарт, каждая из которых вмещала лишь 12 43-разрядных слов.
Этот монстр содержал в себе 6200 электровакуумных ламп, 60 000 полупроводниковых диодов, занимал площадь 300 квадратных метров и потреблял 150 кВт электроэнергии, половина которой шла на охлаждение. Но каким бы допотопным ни казался этот компьютер современному читателю, его мощности вполне хватило для того, чтоб точно рассчитать траекторию запуска, движение по околоземной орбите и возвращение корабля на землю — всё это происходило в автоматическом режиме, так как о возможностях человека ориентироваться в условиях космоса пока ещё никто ничего доподлинно не знал. Правда, у Гагарина на критический случай был код перевода системы схода с орбиты в ручной режим, но этого не потребовалось. Забавным фактом является то, что расчеты для пилотируемого запуска производились ночью — считалось, что в ночное время суток будет проще заметить возможное появление шпионов в окрестностях вычислительного центра. Также в музее космодрома Байконур можно увидеть и другие образцы использовавшейся в те времена компьютерной техники. К примеру, за обработку телеметрической информации отвечала считавшаяся по тем временам «малой» ЭВМ первого поколения серии «Урал-1», производившаяся с 1957 по 1961 год. Всего было произведено 183 компьютера «Урал-1», что делает данную ЭВМ одной из самых массовых по тем временам.
Этот компьютер был значительно компактнее «Стрелы» и занимал «всего-лишь» 70-80 квадратных метров, используя для работы 1000 электровакуумных ламп. Однако и возможности тоже были значительно более скромными: Производительность: 100 операций в секунду; Оперативная память: 2048 слов (байт) по 18 двоичных разрядов (бита) в каждом слове либо 1024 слова по 36 разрядов; Постоянная память на магнитной ленте (40 000 36-разрядных слов).
Третьим значимым «космическим» компьютером, трудившимся над расчетом траекторий орбит искусственных спутников и пилотируемых кораблей была третья серийно выпускавшаяся в СССР ЭВМ — БЭСМ-2. Кстати, именно на этом компьютере были произведены расчёты траектории первой успешной межпланетной миссии, закончившейся 14 сентября 1959 года посадкой на поверхность спутника Земли космического аппарата Луна-2 с памятным вымпелом на борту.
БЭСМ-2 могла похвастаться производительностью 20 000 операций в секунду, оперативной памятью на ферритных сердечниках объёмом в 2048 39-разрядных слов (для этого потребовалось 200 000 сердечников).
Вычислительные мощности обеспечивали 4 000 электронных ламп и 5 000 полупроводниковых диодов. В период с 1958 по 1962 год было произведено 67 таких машин. Ручная работа Однако отдадим должное основному и незаменимому инструменту инженеров начала «века космических скоростей и технического прогресса» — логарифмической линейке. Именно с её помощью производилась, проверялась и в спешном порядке корректировалась немалая часть сложнейших расчётов, прокладывавших человеку путь за пределы земного притяжения. «Комната была оборудована телефонной, телеграфной и другими видами связи. В основном работа шла по картам Советского Союза. Из техники там один глобус стоял», — таким запомнил Центр управления полетом (ЦУП) 12 апреля 1961 года генерал-майор, доктор технических наук, профессор Эдуард Алексеев. И даже Сергей Павлович Королёв — человек, обеспечивший СССР лидерство в «космической гонке» — всем прочим инструментам предпочитал старую немецкую логарифмическую линейку Nestler 23R.
Её прозвали «палочкой волшебника» — и это более чем заслуженно, ведь на созданных под руководством и с прямым участием Королёва ракетах космонавты летают на орбиту до сих пор. И если кто-то подумает, что «просто в СССР было всё настолько технически отсталым, что приходилось дедовскими методами работать», то полезной будет и следующая информация: в то же самое время по другую сторону океана трудился над созданием американской космической программы другой гений ракетостроения — Вернер фон Браун. После Второй Мировой войны он привёз с собой в США две старые логарифмические линейки всё той же фирмы Nestler и до самой смерти предпочитал их любым другим портативным вычислительным устройствам. Они были вторыми Вернера фон Брауна роднила с Королевым не только общая профессия и фирма-производитель излюбленного обоими инструмента для проведения расчётов. Ракетно-космическую гонку они начали с одного и того же аппарата — созданная Сергеем Павловичем первая советская баллистическая ракета Р-1 была точной копией V-2 (Фау-2) — печально знаменитого творения немецкого конструктора. Однако Вернеру фон Брауну его прошлое серьёзно помешало — американцы долгое время не доверяли создателю германского «оружия возмездия» и предпочитали держать его в стороне от своей космической программы. Но всё изменилось в 1957 году, когда с запуском первого искусственного спутника Земли стало очевидно — США в гонке космических технологий проигрывает. В итоге фон Браун в 1958 запустил на орбиту первый американский спутник, а уже в 1959 стартовала пилотируемая программа Mercury, результатом которой стали суборбитальные полеты в 1961 и первый американец на орбите Земли 20 февраля 1962 года. Но вернёмся к компьютерам — они трудились над космическими расчетами и в Соединенных Штатах. И тут главенствующую роль играла фирма IBM. Отправку первых американцев в околоземное пространство и на орбиту Земли обеспечивали математическими расчётами сразу четыре их машины. При чём три из них были новейшими компьютерами второго поколения — созданные в ноябре 1959 года транзисторные компьютеры IBM 7090.
Стоимость одной такой машины составляла 2,9 млн долларов. Но и мощность была соответствующей: 100 000 операций в секунду. Оперативная память составляла 32 килобайта — 32 768 слов (каждое в 36 бит длиной). А вместо громоздких вакуумных ламп сердцем компьютера было более 50 000 германиевых транзисторов. Для постоянной памяти использовались системы хранения на магнитной ленте IBM 729. На одной бобине данного устройства при плотности в 200 символов на дюйм можно было сохранить до 4 миллионов шестибитных слов — 3 мегабайта информации, что по тем временам было внушительным объёмом.
Два компьютера IBM 7090 были установлены в центре космических полётов им. Роберта Годдарда (Goddard Space Flight Center), штат Мэриленд — они были центральным мозгом всей системы, производя основные расчеты по запуску, траектории и позиции ракеты, а также занимались предсказанием того места, где космический корабль окажется через определенное время (опираясь на телеметрические данные с радаров). Также эти компьютеры занимались визуализацией всех данных на всех дисплеях в штаб-квартире на мысе Канаверал.
Москва, 21 мая - "Вести.Экономика" Кто из нас не мечтал стать в детстве космонавтом? Дома мы склеивали из картона межзвездные корабли и смотрели из вырезанного ножницами иллюминатора в свернутый лист бумаги, воображая, что это самый настоящий телескоп. Глядя на карту звездного неба, мы строили маршруты к далеким неизведанным планетам и говорили в воображаемый радиопередатчик: «Земля, Земля, говорит Альфа Центавра. Как слышно? Прием!».
Но вот мы выросли, и, к сожалению, для многих детская мечта так и осталась мечтой. Сотням кандидатов в космонавты с отменным здоровьем и отличной подготовкой не посчастливилось покинуть пределы атмосферы Земли. А многие даже не решились на обучение по данному профилю.
Однако для того, чтобы прикоснуться к загадкам вселенной, вовсе не обязательно покидать нашу планету, особенно если вы ИТ-специалист. Освоение космоса и развитие информационных технологий зарождались одновременно, а сегодня без ИТ просто невозможно представить себе изучение вселенной. О трендах и взаимосвязи этих двух сфер изданию "Вести.Экономика" рассказал Олег Мансуров, руководитель конкурса для ИТ-специалистов «Цифровой прорыв» платформы «Россия — страна возможностей».
Спутник из принтера
В аэрокосмической отрасли стала активно применяться 3D-печать. С помощью 3D-принтера сегодня можно изготовить если не все, то многое, начиная от прототипа деталей ракетных двигателей и заканчивая корпусами космических спутников. Это позволяет в разы сокращать время на производство отдельных деталей, увеличивать их эксплуатационные характеристики и, что немаловажно, снижать стоимость продукции.
Принтеры могут помочь не только в строительстве космических объектов на Земле, теперь аппараты направляют на околоземную орбиту. На Международной космической станции эксперименты с 3D-печатью проводятся с 2014 года. Первым изделием, «напечатанным» на MKC, стал гаечный ключ. Экипажи работают на борту многие месяцы, за это время неизбежно происходят поломки и аварии, поэтому изготовление на 3D-принтере инструментов и запчастей для различных систем — стратегически важное преимущество. Особенно остро эта задача стоит перед экипажами, которые будут задействованы в длительных экспедициях на Марс или другие объекты солнечной системы, там помощи космонавтам ждать будет неоткуда и обеспечение автономности станет одним из главных условий выживания.
Еще одна задача, которая стоит перед учеными, — изготовление на 3D-принтере внеземных сооружений. Считается, что при «печати» надежных убежищ на Луне или Марсе самым оптимальным вариантом будет использование геологических пород самих объектов. При разработке подобных проектов экспертам придется учитывать множество осложняющих процесс факторов: от радиационного излучения и экстремально низких температур до пылевых бурь и отсутствия воздуха. Сооружения должны быть максимально прочными и защищенными, чтобы можно было в дальнейшем использовать их для работы космонавтов, а может быть даже и колонизации.
Компьютеры управляют телескопами
Космический телескоп Хаббл почти три десятка лет снимает и передает на Землю фотографии «далекого космоса», сверхмассивных черных дыр, процессы зарождения и смерти звезд, благодаря его исследованиям ученым удалось установить точный возраст нашей Вселенной, который составляет 13,7 млрд лет. Все эти невероятные явления и открытия Хаббл сделал под управлением двух компьютеров, а также нескольких сложных подсистем. Один из компьютеров отвечает за работу инструментов и связь со спутниками, второй — управляет навигацией. Каждый день «космическое око» передает на Землю до 15 ГБ данных.
Существуют также радиотелескопы, которые не могут выстраивать оптические изображения, однако они превосходят в своей «зоркости» последних. Например, радиотелескоп Square Kilometre Array (SKA) после запуска будет генерировать 1 эксабайт данных ежедневно, что превышает трафик всего интернета на сегодняшний день. Такие беспрецедентно огромные потоки информации будут обрабатываться суперкомпьютерами. Работа над SKA один из масштабнейших проектов в сфере телескопостроения. Чтобы успешно решить задачи по работе с «большими данными», ученые ведут разработки сразу в нескольких направлениях: создание сверхскоростных магистралей для передачи данных, конструирование устройств для хранения данных нового поколения, а также разработка вычислительных мощностей.
Моделирование сложных процессов
Еще одна сфера применения компьютеров в космических исследованиях — это моделирование. Оно применяется для замены реального физического эксперимента компьютером и помогает производить контроль и оценку качества проектных решений.
Самый масштабный проект космической симуляции — LSS, или «Большой космический симулятор». Находится он в филиале Европейского космического агентства — ESA. Там ученые моделируют ситуации, которые могут происходить в космическом пространстве с различными объектами, а также проводят испытания космического оборудования, создавая для него экстремальные условия, с которыми оно может столкнуться в процессе эксплуатации. Например, воспроизводят условия схожие с выбросами потоков солнечной плазмы, проводят эксперименты при сверхнизких температурах и высочайшем давлении.
Детальная запись наблюдений таких испытаний помогает ученым значительно продвинуться в изучении поведения запускаемых с Земли объектов в космическом пространстве и предотвратить множество проблем, которые случаются во время полетов.
Отправка человека на Марс или другие планеты сопряжена со сложностями и угрозами для жизни, поэтому учеными разрабатывается роботизированная техника, призванная заменить человека в непростом деле — покорении новых космических земель. В LSS производится моделирование различных ситуаций, которые позволяют оценить функциональность роботов и роботизированных транспортных средств.
Искусственный интеллект покоряет космическое пространство
Пока корпорации используют возможности искусственного интеллекта(ИИ) для поиска потенциальных покупателей и прогнозирования их привычек, ученые решают, как можно использовать ИИ для изучения космоса и как варианты его применения поистине потрясают воображение. ИИ блестяще справляется с анализом больших массивов данных, особенно если это визуальная информация. Поэтому ему поручают поиск экзопланет — планет, пригодных для жизни, например, в созвездии Дракона была открыта система Kepler-90, которую называют двойником нашей Солнечной системы.
Наша ближайшая соседка — Луна — также не осталась без внимания. ИИ уже составляет детализированную карту ее поверхности и определяет местоположение кратеров на полюсах, которые трудноразличимы для человеческого глаза, это поможет разрабатывать оптимальные маршруты для луноходов. Алгоритмы машинного обучения позволят астрономам определять орбиты комет и астероидов, чьи траектории пролегают близко к нашей планете. ИИ определяет место на марсе, луне, куда можно приземлить космический аппарат без участия человека. В дальнейшем планетоходы планируется делать полностью автономными, что сделает исследование планет намного эффективнее.
Сейчас ученые озабочены поиском так называемых гравитационных линз. Это галактики или черные дыры, которые для наблюдателя с Земли оказываются позади источника света (звезды), вследствие чего, свет искривляет пространство вокруг объекта, превращая его в линзу. Изучение таких линз помогает ученым исследовать невероятно далекие уголки вселенной.
Для обучения нейронной сети по поиску гравитационных линз было создано около 6 миллионов ложных изображений, на которых ИИ училась отличать реальные объекты от несуществующих, и после тонкой настройки она смогла с высокой точностью находить гравитационные линзы. Кроме того, ИИ поможет ученым в прогнозировании солнечных вспышек, классификации галактик, мониторинга здоровья космонавтов во время пребывания в космосе, в обработке фотографий астрономических объектов, получаемых с помощью телескопов и многих других задач, где необходим анализ большого количества данных.
Звезды в кармане
Помимо промышленных и научных решений, разрабатывается множество интересных приложений и программ для людей, интересующихся космической тематикой. Сегодня каждый может, не выходя из дома, изучать звездное небо или следить за «сводками» космических явлений. Например, приложение Solar Walk с помощью 3D-модели поможет изучить солнечную систему. А приложение Redshift дает возможность примерить на себя роль пилота космического корабля.
Night Sky Lite оповестит о предстоящем звездопаде и подскажет откуда ожидать метеорный поток. А, скажем, приложение «МКС Детектор» известит пользователя о том, что через несколько минут у него над головой пролетит орбитальная станция, которую можно будет увидеть невооружённым взглядом. Для любителей наблюдений за планетами есть приложение Planet’s Position, оно следит за положением планет на ночном небе, а также может подсказать, когда произойдет ближайшее солнечное или лунное затмение.
В День космонавтики мы решили рассказать вам о том, что делают компьютеры в космосе, какие они, и, конечно, от чего и как их защищают.
Степень компьютеризации космических кораблей, как и всего остального в нашем мире, непрерывно растет. На смену сотням управляющих панелей с кнопками приходят ноутбуки, которые космонавты могут подключить в любом месте МКС и получить нужные данные, или отдать команду. Конечно, это не совсем обычные ноутбуки и бортовые компьютеры, и, хотя все чаще на борту используется серийная техника, у нее есть целый ряд интересных особенностей.
Конструкция
Производительность
Простота – залог надежности
Несмотря на крайне сложную конструкцию космических аппаратов, в основе их бортовых компьютеров лежат модули, отвечающие за небольшой набор простых операций с предсказуемыми последствиями. Чем меньше задач выполняет конкретный модуль, тем меньше неприятных последствий может принести выход его из строя, тем проще понять, что с ним случилось.
Что касается программного обеспечения, то оно должно быть предсказуемым.
Специальные операционные системы реального времени устроены так, чтобы не проявлять лишнюю инициативу, логика их работы предельно проста. Это увеличивает надежность и гарантирует молниеносную реакцию на внешние события. В отличие от Windows, которая иногда любит подумать полминутки, поработать с диском, космические ОС не тратят времени на самообслуживание.
Специально написанные для космических кораблей программы тоже готовятся по строгим правилам, исключающим расточительное поведение приложения – память нужно выделять сразу и больше потом не просить, вхолостую процессор не нагружать, и так далее.
Патчи, обновления и охота на ошибки
Благодаря значительному запасу надежности, некоторые компьютеры работают в космосе уже более 40 лет!Информация не должна теряться
Космические полеты – это очень дорогостоящее мероприятие, вне зависимости от того, пилотируемые они или нет. Это исследования, к которым готовятся много лет, на которые работают тысячи людей и тратятся громадные бюджеты. И вполне естественно, что сбой в работе, приведший к потере всей накопленной информации – это крах всей многолетней работы! Чтобы его избежать, космические компьютеры должны иметь системы резервирования данных. И тоже многократные. Нередко при этом используются совершенно разные системы хранения. Например, одновременно применяются флэш-память и магнитный способ записи на пленку или проволоку. Хоть что-то, но должно остаться в целости и сохранности. Принцип аналогичен резервному копированию личной информации и домашних цифровых архивов, которые всегда очень жалко терять вследствие сбоя системы. А в космосе это ещё и непростительно. Слишком высока цена таких потерь.
Кусочек современности
Каждый член экипажа МКС пользуется обычным компьютером Lenovo ThinkPad, который можно подключать к специальной шине, чтобы управлять системами станции. Благодаря техническому прогрессу, сегодня космонавты могут пользоваться Интернетом и общаться с родными, но канал доступа к сети не прямой, а с промежуточным защитным буфером на Земле. К тому же, для этого используется отдельный компьютер, никак не связанный с системами жизнеобеспечения станции. Как показала практика, последняя предосторожность совсем не лишняя – в 2007 году, уже в космосе на лэптопе одного из космонавтов был обнаружен вирус Gammima, ворующий пароли от онлайн-игр. На тот момент, ноутбуки не были защищены антивирусом, но после инцидента в NASA задумались о том, что ситуацию пора менять.
Ты когда-нибудь слышал о том, какие компьютеры астронавты NASA используют в
космосе? Информация об этом если и мелькала в СМИ, то мимолетно. Естественно,
рожденным ползать не слишком много рассказывали об этом. А между тем космические
станции требуют самого лучшего и надежного "железа", оборудованного по
последнему слову техники. Поэтому требования к компьютерам, которые астронавты
используют в Шатлах и на МКС, максимально ужесточены. Какой производитель
оказался достойнее всех и зарекомендовал себя с лучшей стороны?
Земля в иллюминаторе
Но перед тем как перейти к конкретным примерам, неплохо бы познакомиться
непосредственно с космическим "домом". На сегодня он один – орбитальная
международная космическая станция (МКС). Тривиально звучит, но кому, как не
огромнейшей махине, зависшей в невесомости, требуется такая же огромнейшая (в
количественном эквиваленте) вычислительная техника? Поэтому не удивительно, что
NASA тратит огромное состояние на так называемый парк компьютерной техники.
В момент скрещивания космонавтики с информационными технологиями развитие и
того и другого было весьма ограниченным. А потому симбиоз данных структур дал
значимый толчок в прогрессе как "звездной" техники, так и наземной. За последние
двадцать с копейками лет рынок предложил NASA и сопутствующим организациям
огромнейший выбор так называемых готовых COTS-систем (Commercial Off-The-Shelf).
По сути их "железная" часть ни в чем не уступает той, что используется в обычных
дискретных компьютерах. Только вот на первый план выходит не максимальный
параметр вычислительной мощности, а надежность, надежность и еще раз надежность.
На сегодняшний день МКС насчитывает больше сотни управляющих электронных систем.
Причем часть компьютеров находится снаружи станции (в специальных герметичных
отсеках), то есть в открытом космосе.
Например, к таковым относятся ЭВМ по управлению лопастями солнечных батарей и
роботизированной техникой. Данные "десктопы" совершенно не похожи на их земных
собратьев. Естественно, там нет HID'ов и графических компонентов. Все компьютеры
собираются в стандартизированных корпусах (крейтах), которые с помощью опять же
специальных интерфейсов подключаются к магистрально-модульной системе. Данная
технология выбрана не случайно. В местах повышенной радиации (особенно снаружи)
происходят частые отказы компьютеров. В среднем за год на МКС приходится менять
порядка двадцати единиц вычислительной техники. А потому квалифицированный
космонавт еще является и настоящим техноманьяком.
Основой всех модульных компьютеров МКС и по сей день является процессор Intel
386. Данный "камень" к моменту создания орбитальной станции как раз
соответствовал уровню производительности. Сегодня назвать его героем ночных
сказок техноманов язык не повернется, но в 1985 году 32-битный чип произвел
фурор. Частота "триста восемьдесят шестого" составляла колоссальные 40 МГц. При
этом микронный техпроцесс позволял не использовать охлаждение для устройства.
Помимо звездного "камешка" Intel большинство крейтов дополнительно снабжены
чипами, выполняющими определенную работу. Например, в центральном посте
управления космические десктопы оснащены математическим сопроцессором,
увеличенным объемом памяти, а также дополнительным (читай – аварийным) блоком
питания.
Но главное "оружие" МКС всегда должно находиться в руках экипажа станции.
Именно поэтому все члены космического "дома" имеют переносные ноутбуки. Если
раньше звездные корабли были нашпигованы электронными приборами, рукоятками
переключателей и аварийными клавишами, то сегодня помещение МКС напоминает
гладкие полупустые туннели с большим количеством цифровых панелей, к которым
подключается лэптоп. Управление основными модулями станции производится только
за счет мобильных гаджетов. Причем возможность переноса ноута в различные части
МКС позволяет отдавать команды станции не только из центрального поста
управления, а из любого места, оборудованного должными интерфейсами. Причиной
использования лэптопов в космосе стала не только их природная мобильность. Дело
в том, что подобные устройства легко модернизировать или же вовсе заменить. Если
аппаратная начинка МКС остается неизменной, то "железо" космобука, в зависимости
от сложности программного обеспечения, меняется при необходимости. Такой подход
позволяет не менять "внутренности" станции десятилетиями, лишь периодически
обновляя парк мобильных девайсов.
IBM на орбите
Появление первых лэптопов состоялось в 1993 году, когда компания IBM и
принадлежащее ей отделение, занимающееся лэптопами, заключило договор с NASA на
поставку своих мощных девайсов серии ThinkPad. По своим аппаратным
характеристикам ноутбуки были весьма и весьма продвинуты. Обеспечение такими
устройствами космических Шаталов облегчило бы работу астронавтов на орбите. В
недрах корпуса первых "космических лэптопов" лежал мобильный процессор Intel
i386, 8 Мбайт оперативной памяти и жесткий диск на несколько десятков мегабайт.
Компьютеры зарекомендовали себя с лучшей стороны и прослужили астронавтам вплоть
до конца 90-х годов, когда на смену пришло первое обновление. Ты наверняка
спросишь, как астронавты умудрялись работать на ноутбуках с 386 процессором на
протяжении семи лет? Все очень просто – несмотря на некоторое устаревание,
данные ноутбуки были предназначены прежде всего для сбора данных и управления
отдельными элементами космического оборудования, а с этой задачей они
справлялись на все сто. Не было веселеньких ресурсоемких утилит, требовательных
графических оболочек. И поскольку мощности для повседневных задач в космосе
хватало сполна, а сами устройства казались оплотами надежности, астронавтам
попросту не требовалось ничего большего – лэптопы работали прекрасно, да и
оборудование было заточено под программное обеспечение стареньких ThinkPad.
Апгрейд в космосе
Однако время шло, и банальный износ ноутбуков ThinkPad первого поколения мог
повлиять на успех работы в космосе. В 2000 году было принято решение полностью
проапгрейдить мобильный парк линейки ThinkPad на более современные аналоги.
Новинки были установлены на МКС, которая к тому времени уже получила систему
жизнеобеспечения, и в ней могли оставаться астронавты. Навороченные по тем
временам ThinkPad, с процессором Pentium Mobile III, 128 мегабайтами оперативной
памяти, HDD на 20 Гбайт и видеокартой ATI Rage, отправились на покорение
космоса, где они используются и по сей день. В 2004 году однообразие старого
модельного ряда разбавили ноутбуки ThinkPad на платформе Centrino первого
поколения, с процессорами Pentium M, 512 Мбайт оперативной памяти и специальной
сборкой Windows XP.
На сегодняшний день готовится очередное обновление ноутбуков на МКС и
космических кораблях. Несмотря на то, что подразделение ThinkPad было в 2005
году выкуплено у IBM компанией Lenovo, добрая традиция по производству
качественных и надежных ноутбуков линейки ThinkPad продолжается уже новым
владельцем. При этом развитие аппаратной и программной части ПК немного
замедлилось. За десять лет, в принципе, не поменялось ничего: Windows XP
продолжает активно функционировать и поставляется с львиной долей нетбуков;
процессоры Intel Pentium III 800МГц до сих пор стоят во многих офисных машинах и
показывают схожую с процессорами Atom 1660 МГц производительность, которой, в
принципе, хватает для большинства современных задач. Если же вспомнить период с
конца 80-х по конец 90-х за аналогичный промежуток времени, то темп развития
микроэлектроники был значительно выше, потому как в 2000 уже практически не
использовалась операционная система DOS, а микропроцессор i386 для "домашних"
задач полностью устарел и не был бы пригоден. Именно поэтому функционирующие на
орбите ноутбуки ThinkPad еще не один год будут служить на благо развития
космоса. Их постепенно будут вытеснять более новые и совершенные модели, и можно
с определенной уверенностью заявить, что сотрудничество Lenovo и NASA
продолжится и дальше – уж слишком хорошо ноутбуки ThinkPad себя зарекомендовали.
Отсюда вытекает ряд интересных особенностей. Если первоначально инновационные
компьютерные технологии широко применялись в космосе, то сегодня темп
значительно замедлился. За ненадобностью. Приложениям для управления того же МКС
достаточно ресурсов для удержания ситуации под контролем. Нам же, техноманьякам,
подавай шестиядерные процессоры, гигабайты оперативной памяти и несколько
видеокарт. Только вот надежность космических устройств не идет ни в какое
сравнение с наземными аналогами.
Круче только яйца
Используемые в космосе ноутбуки совсем не те, что продаются в магазинах.
Купив современный Lenovo ThinkPad с процессором Core i5, мы не получим того же
уровня надежности, который получают космонавты и астронавты. В основу любого
"звездного" лэптопа входит жесткий защитный каркас из композитных материалов
Roll-cage. Он достаточно легкий и при этом невероятный прочный. Благодаря
использованию этого каркаса из смеси углеродистого и стеклянного волокна
ноутбуки ThinkPad могут выдержать падение с высоты под два метра или давление
весом в сто килограммов. Кроме того, в таких космогаджетах используется
специальная система защиты жесткого диска, состоящая из четырех элементов.
Помимо оговоренного каркаса Roll-cage, снижающего вероятность повреждения
ноутбучного "железа" на 30%, применяется система Active Protection System,
смягчающая демпфирующие пластиковые направляющие, и кожух из металлической
сетки. Технология Active Protection System представляет собой специальный чип,
распаянный на материнской плате. Он отслеживает все колебания на ноутбуке, и в
случае если происходит сильный толчок или вибрация, в течении 500 миллисекунд
чип подаст сигнал на остановку записи и чтения на HDD, тем самым предотвратив
потерю данных. Демпфирующие пластины нужны для того, чтобы HDD был плотнее зажат
в корпусе ноутбука, избегая излишних вибраций. Они служат амортизаторами при
небольших толчках и обеспечивают до 40% более эффективную защиту, нежели
аналогичные пластины в обычных ноутбуках. Наконец, последним рубежом при защите
HDD является плотная металлическая сетка, окутывающая накопитель. Она оберегает
жесткий диск от запыления и предотвращает накапливание статического
электричества. За охлаждение этих специальных ThinkPad отвечает мощная система
термоконтроля, включающая в себя несколько тепловых трубок, по которым "бегает"
специальная жидкость. Дополнительно система охлаждается четырехскоростным
вентилятором с датчиком температуры, который тщательно следит за термальным
режимом и в случае чего увеличивает обороты "карлсона".
Почему не Apple?
Американская нация буквально помешана на продукции Apple, и, без сомнения,
"надкусанные яблочки" стали национальным брендом (если не бзиком). Почему же в
космос не полетели симпатичные MacBook? Точного ответа у нас нет, однако можно
предположить, что в начале 90-х продукция IBM казалась надежнее. Ну а дальше все
понеслось снежным комом – программы, написанные под x86-совместимые процессоры
i386, было бы затруднительно портировать на MacBook с процессором совершенно
другой архитектуры – PowerPC. Именно поэтому ничего менять так и не решились, и
вновь отдали предпочтение именно ThinkPad, а не продукции старины Стива.
Огромные программные базы, оставшиеся с первого поколения ThinkPad, без проблем
были запущены (впоследствии и дополнены) и расширены на современных моделях с
Intel Pentium III и Intel Pentium M. Вот поэтому Apple MacBook – это устройства
скорее стильные и гламурные, нежели максимально защищенные и приспособленные к
экстремальным условиям. А в космосе, как и в хоккее, нет места "слабым звеньям".
Космическая паутина
Очевидно, что большое количество компьютерной техники на станции МКС должно
быть как-то связано. А потому кораблю жизненно необходима целостная сетевая
структура с определенной уровневой архитектурой.Первый уровень отвечает за
управление в масштабах МКС. При этом и здесь предусмотрено разделение на
несколько каналов. Имеется основной, резервный и запасной. Как видишь,
надежность – опять-таки главный критерий космических технологий. В любой момент
времени космонавт может подключить рабочий ноутбук к первому сетевому уровню.
Вторая ступень архитектуры управляет модулями корабля, а также определенными
подсистемами (электропитание, термоконтроль). Наконец, последний, третий уровень
отвечает за показания датчиков с бортовых механизмов станции.
Вся архитектура основана на наборе стандартных шин обмена информации. На
сегодняшний момент используется двухканальный интерфейс MIL1553B. Один канал
работает, другой подстраховывает в случае отказа первого.
Заходим на посадку
Вот и получается, что если на поверхности Земли гонятся за вычислительной
мощностью, то на ее орбите – за надежностью. Будто бы "железо" в космосе живет
своей неспешной жизнью. Если у жителей голубой планеты практически в каждом доме
есть десктоп в разы производительнее того же IBM ThinkPad, то на МКС это не
главное. Быть может, именно из-за "слабости" компьютерных компонентов мы пока
еще не начали столь масштабные межпланетные путешествия. Но если сравнить
историю космонавтики с развитием компьютерных технологий, то от первого полета
Юрия Алексеевича Гагарина до наших дней прошло всего 59 лет. Так что есть
определенная доля оптимизма в надежде на то, что в будущем человеческая раса
обязательно увидит новые, загадочные и безумно интересные миры.
В кармане космонавта
Помимо привычных всем ноутбуков в космосе также использовались и более
компактные персональные электронные устройства. В 2004 году компания HP по
договору с NASA оснастила астронавтов своими карманными компьютерами HP iPAQ
h5500. Данные устройства поступили на борт МКС в количестве двух штук и
использовались по их прямому назначению – на них астронавты и космонавты
вели дневники, следили за календарем, использовали КПК для проверки
электронной почты. Конечно же, все человеческое ребятам с МКС не чуждо,
поэтому карманные компьютеры они также использовали для прослушивания
MP3-музыки, просмотра семейных фотографий и чтения электронных книг.
Читайте также: