Dragul nostru oaspete, un programator 1C care crede că nu există electronică "spațială", dedicăm acest subiect)
La acea vreme, compania United Space Alliance (SUA), este responsabil pentru operarea calculatoarelor la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), a anunțat că sistemul de operare (OS) Windows XP ferm Microsoft, instalat pe posturile de laptop de lucru va fi înlocuit cu Debian 6 - una dintre distribuțiile, sistemul de operare Unix-ului bazat pe kernel-ul Linux și software-ul liber aferent (software) cu open source. „Migrarea de la operațiunile cheie Windows pe Linux necesare pentru ca avem nevoie de un sistem de operare stabil și de încredere, oferind un control asupra a ceea ce se întâmplă în interiorul stației - a spus Kate Chuvaev (Keith Chuvala), director al SUA. - Cu ajutorul ei, vom fi în măsură să dețină ceva pentru a corecta, modifica sau adapta când ai nevoie de ea ".
Unele computere aflate la bordul stației rulează deja sub diverse distribuții Linux, cum ar fi RedHat și Scientific Linux. În plus, se spune că robotul robot specializat Robonaut-2 lucrează pe Linux, care are rolul de a ajuta echipajul să efectueze activități de rutină și / sau periculoase, atât pe stația însăși, cât și în spațiul cosmic. Experții subliniază faptul că după migrarea la ISS nu va exista un singur computer care să ruleze Windows.
Fundația Linux, un consorțiu nonprofit pentru dezvoltarea acestui sistem de operare, a pregătit mai multe cursuri de instruire pentru dezvoltarea și operarea software-ului pentru Linux, în mod specific, pentru echipa echipajului ISS și echipa de sol. Potrivit lui Chuval, materialele pregătite le plăcea: "La început am fost îngrijorat de faptul că tehnicienii noștri s-ar plictisi. Nu sa întâmplat, dimpotrivă, oamenii erau interesați! "
Electronica "nu de la raft"
Rezistența la radiații este deosebit de importantă pentru circuitele integrate mari (LSI), super-mari (VLSI) și hibride mari (LBIS). Faptul este că, prin plasarea densă a elementelor semiconductoare pe un substrat cristalin, este aproape inevitabil ca unele dintre ele să fie afectate dacă intră în circuitul integrat al particulelor încărcate. În cel mai bun caz, va exista un eșec detașabil și, în cel mai rău caz, circuitul va fi pur și simplu ars. De exemplu, cu o densitate mică a elementelor (de exemplu, 5-10 centimetri pe milimetru), aproape toate particulele de radiație vor trece peste. Dar, cu o densitate de montaj sute, mii sau milioane de elemente pe element pătrat, unele dintre acestea din urmă vor fi în mod inevitabil afectate.
Uneori poate fi protejat de ecranare radiatii, dar de multe ori acest lucru poate provoca efectul opus, particule „bombardarea“ de energie înaltă provoacă un foc de artificii de particule secundare ejectate de pe ecran și având un consum redus de energie, care, cu toate acestea, suficient pentru a distruge elementele IC.
Faptul că pentru aplicații spațiale este importantă nu numai (și nu atât de mult) puterea de procesare ca fiabilitate, poate fi ilustrată de caz. ISS are mai mult de sute de sisteme electronice complexe, care oferă un control de propulsie cu panouri solare, echipamente robotizate și o varietate de alte post de unități funcționale. Baza tuturor acestor calculatoare la această zi este ... Intel 386 procesor: la începutul dezvoltării stației spațiale această „piatră“ doar potrivire cel mai înalt nivel de performanță în absența unei interfețe grafice cu utilizatorul, și tehnologia de proces microni ne permite să nu utilizeze convecție (aer sau lichid) de răcire pentru procesor. Astfel, densitatea scăzută a elementelor pe un cip dă speranțe pentru o mai bună rezistență la particule de mare energie sunt acum de presare.
Calculatoarele de bord ale ISS sunt complet diferite de omologii terestre: sunt asamblate în cazuri standardizate (rack-uri), care sunt conectate la un sistem modular trunchi folosind interfețe speciale. Această tehnologie a fost aleasă nu accidental: în locurile unde expunerea la radiații a crescut (mai ales în afara), chiar și după aplicarea măsurilor descrise mai sus, tehnologia informatică refuză foarte des: în medie, stația trebuie să schimbe aproximativ douăzeci de unități pe an. În plus, majoritatea rack-urilor sunt în plus echipate cu jetoane care efectuează o anumită activitate. De exemplu, în postul central de comandă, "desktop-urile" spațiului sunt echipate cu un coprocesor matematic, o capacitate crescută de memorie și o sursă suplimentară de alimentare de urgență.
Fiabilitatea și durabilitatea electronicii spațiale depind de mai mulți factori și este asigurată prin diverse metode, în special calitatea materiilor prime, proiectarea și fabricarea EB, disponibilitatea și gradul de redundanță. La fel de importantă este calitatea integrării componentelor electronice și o soluție competentă la problema compatibilității lor electromagnetice.
O măsură eficientă de sporire a fiabilității și a supraviețuirii este copierea de rezervă a componentelor cheie. Cu toate acestea, această metodă nu este întotdeauna justificată, deoarece necesită costuri adiționale (adesea prohibitive) ale masei și energiei. În prezent, protecția algoritmică față de defecțiuni nu este mai puțin eficientă. Electronica modernă permite rezolvarea problemelor unei ieșiri din situații de urgență prin reprogramarea unor blocuri separate sau găsirea căilor de "bypass" de transmisie a semnalelor. Dacă apare o eroare și algoritmul este construit astfel încât să poată restabili sistemul, defecțiunea va fi "moale", mai ales dacă mai multe canale rulează în paralel. Un eșec "dur" apare atunci când componenta electronică este în general nefuncțională, absorbind cantitatea de energie care modifică ireversibil structura sa internă - se oprește pur și simplu de lucru.
Toate, fără excepție, măsuri menite să sporească fiabilitatea și durabilitatea EB, duc la faptul că electronica spațială este de multe ori mai scumpă decât consumatorul, industria și chiar armata. Chiar și mai mari dificultăți în obținerea celor mai bune componente ale EE apar și pentru că statele care se află în mod tradițional în fruntea acestui domeniu - Statele Unite și Europa - iau anumite măsuri legale menite să limiteze exportul de electronică spațială.
Căutând o ieșire ... în magazin
Având în vedere costul ridicat și dificultatea de a obține spațiu EB, dezvoltatorii de satelit nu lăsați speră să utilizeze produse electronice * disponibile comercial în proiectele lor. Pe cele mai multe „kubsatov« un număr de nave spațiale mici (SC)»universitate«de clasă și o foarte mică parte a sateliților științifice și / sau tehnologice în valoare tocmai acest EB: este, de fapt, este ieftin, ușor accesibile, relativ fiabile, caracteristicile sale sunt cunoscute și» repetabil. " Dezavantajul este că, atunci când este folosit pentru a pune sus cu resurse reduse și posibil eșec bruscă a navei spațiale.
- "CONSUMER" sau, așa cum se mai numește, "luat din magazin" COTS (Commercial Off-the-Shelf)
Din păcate, datorită mai multor motive (inclusiv în mod clar conjunctural), este foarte dificil să se judece eficacitatea acestor măsuri. Se știe doar că anumite succese în această direcție au fost obținute de japonezi cu dispozitivele experimentale ale seriei SERVIS (Sistem integrat de verificare a fiabilității mediului înconjurător).
În ultimele două decenii, piața a oferit o selecție vastă de laptopuri. Prin asamblarea selectivă și testarea specială, puteți selecta un lot de "gadgeturi", care în principiu se pot baza pe orbită. Sunt câteva particularități aici.
Motivul pentru utilizarea pe scară largă a laptop-urilor în spațiu a devenit nu numai mobilitatea și funcționalitatea lor naturală, ci și posibilitatea de modernizare și înlocuire ușoară. Dacă umplutura hardware a "bordului" vehiculului spațial cu echipaj rămâne neschimbată, în funcție de complexitatea software-ului și schimbarea generației hardware-ului, laptopul însuși este înlocuit dacă este necesar. Această abordare ușurează actualizarea flotei de dispozitive mobile "spațiale".
Utilizarea de laptop-uri a permis schimba radical stațiile de spațiu interior. Dacă înainte de „casa orbital“ au fost larded cu dispozitive electronice, panouri luminoase, indicatoare, comutatoare, mânere și butoane de urgență, astăzi spațiul ISS care amintește de autoturisme, pereții și panourile de tavan, care sunt conectate la laptop-uri. Principalele funcții ale stației pot fi operate cu „gadgeturi“, precum și posibilitatea transferului acestora permite nu numai pentru a da comenzi la camera de control, dar, de asemenea, din orice locație care are o interfață corespunzătoare.
Primele laptopuri spațiale, cum ar fi modelele "desktop", au fost bazate pe procesorul Intel 386 (în versiune mobilă), au avut 8 MB de memorie RAM și un hard disk de câteva zeci de megaocteți. Cum au reușit astronauții să lucreze pe o astfel de "glandă" de mulți ani? Dat fiind că calculatoarele erau destinate în principal pentru colectarea și gestionarea de elemente hardware individuale, nu aveau nevoie de utilități cu resurse intensive și cercuri de cerințe grafice, iar procesorul depășind s-au confruntat cu sarcina.
Da, iar "umplerea" nu este deloc laptopurile vândute în magazine. După ce ați cumpărat un laptop modern "acasă", nu vom obține același nivel de siguranță pe care echipajul ISS îl are. Baza oricarui laptop "spatial" este un cadru rigid de protectie din compozite - usor si foarte durabil. Datorită utilizării sale, laptopul poate rezista unui șoc care corespunde unei căderi de la o înălțime de 2 m sau o greutate de 100 kg.
În plus, se folosește un sistem de protecție specială pentru hard disk, format din patru elemente. În plus față de cadrul specificat, se utilizează un sistem special, amortizoarele de amortizare a ghidajelor din plastic și o carcasă din plasă metalică. Această tehnologie este reprezentată de un chip special pe placa de bază, care urmărește toate fluctuațiile de pe laptop. În cazul în care are loc o vibrație puternică sau vibrație, pentru 500 msec se va semnala stoparea înregistrării și citirea discului, prevenind pierderea datelor. Plăcile de amortizare protejează "hard-ul" de vibrațiile excesive, servesc ca amortizoare pentru șocuri mici și asigură o protecție de până la 40% mai eficientă decât în cazul laptopurilor convenționale. În cele din urmă, ultima linie de apărare este o plasă densă de metal care înconjoară unitatea. Protejează hard-ul de praf și împiedică acumularea de energie electrică statică. Pentru răcire, sistemul principal de alimentare al țevilor de căldură corespunde cu cel suplimentar cu un ventilator cu patru trepte și senzorul său de temperatură.
Notebook-urile certificate pentru utilizarea în testele de trecere ISS, cum ar fi cele militare înainte de zbor, precum și testele pentru rezistența la radiații, controlul gazelor care se formează în timpul funcționării sau depozitării și rezistența la foc. Din cauza fiabilității lor, se pare că vor servi în beneficiul dezvoltării cosmosului pentru mai mult de un an. Este interesant faptul că, din această situație, rezultă o altă concluzie: dacă tehnologiile informatice inițial inovatoare au fost utilizate pe scară largă în spațiu, astăzi ritmul a încetinit considerabil. Tehnologiile superioare și gadgeturile "înfipte" în spațiu nu sunt pur și simplu necesare, pentru a menține situația în ISS sub control, există destule resurse disponibile.
Deci, americanii, respectați în mod tradițional pentru produsele Apple, MacBook în spațiu, nu au fost trimiși. În primul rând, produsele IBM păreau mai fiabile, iar apoi totul a dat naștere pe zăpadă - programele scrise pentru procesoarele i386 compatibile cu x86 au trebuit să fie portate la MacOS și la procesoarele unei arhitecturi complet diferite. Chiar și atunci când au fost transferate arhitecturi moderne și "proshki" în arhitectura Intel, bazele de software uriașe de la prima generație de laptopuri au fost lansate fără probleme (și ulterior completate) și au fost dezvoltate pe modele moderne cu procesoare Intel. Prin urmare, MacBook-ul a rămas un dispozitiv mai elegant și plin de farmec, mai degrabă decât maxim protejat și adaptat condițiilor extreme.
Și în spațiu nu există loc pentru legături slabe.
Pentru auto-studiu
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: