Устарела ли элементная база современных марсоходов

Цифровой океанHi-Tech

Таких берут в космонавты

На самом высшем, космическом, уровне работают далеко не самые современные модели электроники. Новейшим марсоходом стоимостью в миллиарды долларов может управлять процессор от «Макинтоша» двадцатилетней давности

Teкст Poмaн Фишмaн

Космические корабли Apollo управлялись процессорами с тактовой частотой 43 КГц. Сегодня даже микроконтроллер в USB-флешке способен на большее, а процессор iPhone 12 работает с частотой более 3,1 ГГц и мог бы возглавить целую флотилию «Аполлонов». Но это говорит не о простоте электроники, которая устанавливается в космических аппаратах, а о той удивительной скорости, с которой развиваются технологии на Земле. Разработчики спутников, марсоходов и ракет вынуждены двигаться куда осторожнее, ведь их изделиям приходится работать в условиях повышенной опасности. Здесь в приоритете не компактность и даже не скорость работы, а надежность и бесперебойность.

«Большие системы, как на космическом корабле или на МКС, не слишком похожи на обычные персональные компьютеры, — рассказывает разработчик электроники из МИФИ Юлия Шалтаева. — Их лучше сравнить с промышленными шкафами автоматизации, которые управляют роботизированными линиями производства. На прочных стойках смонтированы электронные платы: процессоры, память, дополнительные логические схемы для проведения некоторых вычислений — например, обработки изображений или подготовки данных для пересылки по радио».

К платам подведены кабели от исполнительской части — периферийного оборудования. Это могут быть датчики движения или освещенности, лидары для оценки расстояния, цифровые камеры и т. п. Включение-выключение отдельных устройств в пусковом оборудовании часто производится с помощью пневматики. «Здесь рядом могут соседствовать легковоспламеняющиеся вещества и экстремальные температуры, — говорит Юлия Шалтаева, — так что использовать высокое напряжение не стоит. Космическая техника и без того вынуждена работать в крайне суровых условиях и не всегда выдерживает их».

Передозировка на лунной орбите

Первый индийский лунный зонд Chandrayaan‑1 проработал меньше года. Цифровой звездный датчик, с помощью которого аппарат ориентировался в пространстве, не выдержал постоянной радиационной бомбардировки и сломался, а следом вышел из строя и запасной. Продержавшись некоторое время на гироскопах, без внешнего ориентира, Chandrayaan‑1 сошел с орбиты намного раньше положенного срока. «Такие эффекты космической радиации называются дозовыми, — объясняет Юлия. — Они отличаются низкой интенсивностью, но накапливаются со временем».

Работа любой электроники требует предсказуемой проводимости каждого компонента. А она, в свою очередь, зависит от чистоты и упорядоченности полупроводникового кристалла. Слабая, но длительная бомбардировка радиоактивными частицами приводит к тому, что один за другим в кристаллической решетке возникают дефекты. Токи легче протекают через такую область — и происходит пробой, возникает ошибка.

Постепенно за счет накопления дозовых эффектов устройство может пройти точку невозврата и окончательно выйти из строя, после чего ее уже не восстановить. Однако если среагировать вовремя, полупроводник можно «вылечить» даже в космосе, дистанционно. Достаточно разогреть кристалл, нагрузив вычислениями его или соседние устройства. «Мы называем это отжигом, — говорит Юлия Шалтаева. — При этом происходит перекристаллизация решетки, и структура самовосстанавливается».

Бомбардировка на пути к астероиду

В 2003 году японский зонд Hayabusa пережил необычайно сильную солнечную вспышку, которая повредила его солнечные батареи и привела к отключению одного из двигателей. Аппарату не повезло: обычно космическая радиация не так опасна. Критических уровней она достигает лишь при прохождении через радиационные пояса, где магнитное поле Земли задерживает массу заряженных частиц, или при вспышках солнечной активности. Иногда космическую электронику попросту отключают на это время, сберегая аппарат от сбоев.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Шлиссельбургская каторжная тюрьма Шлиссельбургская каторжная тюрьма

История Шлиссельбургской крепости — краткий конспект истории России

Дилетант
«Хаббл» запечатлел последствия мощного звездного взрыва «Хаббл» запечатлел последствия мощного звездного взрыва

«Хаббл» заснял как выглядит умирающая звезда

National Geographic
2010-е: архивация 2010-е: архивация

Знаковые вещи, определившие облик эпохи 2010–2020 годов, уходят со сцены

Maxim
Дмитрий Крымов: «Своими словами». Режиссерские экземпляры 9 спектаклей, записанные до того, как они были поставлены Дмитрий Крымов: «Своими словами». Режиссерские экземпляры 9 спектаклей, записанные до того, как они были поставлены

С чего начинается спектакль? Рассказывает Дмитрий Крымов в своей книге

СНОБ
Кошачьи сходства, собачьи различия Кошачьи сходства, собачьи различия

Почему собачьих пород намного больше, чем кошачьих?

Наука и жизнь
Где и как производят стейки из мраморной говядины Где и как производят стейки из мраморной говядины

Несколько рецептов блюд со стейками из мраморной говядины

GQ
Изысканный и бодрящий колд брю: пошаговая инструкция по приготовлению холодного кофе Изысканный и бодрящий колд брю: пошаговая инструкция по приготовлению холодного кофе

Чем отличается кофе, приготовленный по методу колд брю?

Playboy
Как в кино: 9 реальных мест для нереальных сцен Как в кино: 9 реальных мест для нереальных сцен

Локации, которые попали в известные фильмы

Вокруг света
Открытие. Imanbek Открытие. Imanbek

Imanbek вспоминает, как сделал трек за два часа и получил «Грэмми»

GQ
Охлажденные донорские легкие предложили подогреть на шесть градусов Охлажденные донорские легкие предложили подогреть на шесть градусов

По такой методике пересадили их пяти пациентам

N+1
Пора готовить автомобиль к осени: чек-лист для водителей Пора готовить автомобиль к осени: чек-лист для водителей

Что нужно проверить в автомобили перед осенним сезоном?

РБК
По ботинкам Микеланджело вычислили его рост По ботинкам Микеланджело вычислили его рост

Один из крупнейших мастеров Возрождения не отличался внушительными параметрами

National Geographic
Продюсер. Ярослав Андреев Продюсер. Ярослав Андреев

Создатель первого отечественного TikTok-дома Ярослав Андреев

GQ
Как стилист Зендеи и Селин Дион стал звездой Венецианского кинофестиваля Как стилист Зендеи и Селин Дион стал звездой Венецианского кинофестиваля

Что нужно знать о сером кардинале красных дорожек Лоу Роуче

РБК
«Я стала больше прислушиваться к себе и своим желаниям» «Я стала больше прислушиваться к себе и своим желаниям»

Альбина Джанабаева — о материнстве, семейной жизни и эмоциях

OK!
Соседи из будущего Соседи из будущего

Профессии, которые в будущем могут принадлежать роботам

Вокруг света
Песня про счастливого Песня про счастливого

Не более полутора минут – столько уйдет на чтение этого рассказа

Esquire
Марс и Венера Марс и Венера

Телеведущая Юлия Барановская вышла в открытый космос в Иордании

Tatler
Должны ли у ребенка быть обязанности Должны ли у ребенка быть обязанности

Если ребенок загружен с утра до ночи учебой — должен ли он еще мыть посуду?

СНОБ
Инопланетяне в пустыне: каким получился десятый сезон Инопланетяне в пустыне: каким получился десятый сезон

Каким получился десятый сезон "Американской истории ужасов"

Esquire
«Он никогда не строил из себя героя». Экскурсия Льва Лурье по адресам Довлатова в Петербурге «Он никогда не строил из себя героя». Экскурсия Льва Лурье по адресам Довлатова в Петербурге

Лев Лурье провел экскурсию по адресам Довлатова в Ленинграде

СНОБ
Грибы по-баскски Грибы по-баскски

Грибы по-баскски

Weekend
Анализ керамики позволил выяснить рацион питания древних жителей Латвии Анализ керамики позволил выяснить рацион питания древних жителей Латвии

Основными источниками пищи выступали пресноводная рыба, моллюски и свинина

N+1
О чем не рассказывают в школе: любовные треугольники Серебряного века О чем не рассказывают в школе: любовные треугольники Серебряного века

Необычные отношения: Блок и Мережковский с женами, Брюсов и Белый с любовницами

Cosmopolitan
Семь детективных историй из практики британского нейропсихиатра. Отрывок из книги Семь детективных историй из практики британского нейропсихиатра. Отрывок из книги

Глава из книги «Глядя в бездну. Заметки нейропсихиатра о душевных расстройствах»

СНОБ
«Прошлой ночью в Сохо» Эдгара Райта — почти не страшный, но красивый и мелодичный хоррор «Прошлой ночью в Сохо» Эдгара Райта — почти не страшный, но красивый и мелодичный хоррор

«Прошлой ночью в Сохо» — смешное, музыкальное и танцевальное зрелище

Esquire
Как эффективно восстановить ослабевающую память Как эффективно восстановить ослабевающую память

Когда автоматические напоминания и цветные стикеры больше не помогают

GQ
Логос и пафос Логос и пафос

«Если на товар можно нанести буквы, то пусть это будет наш логотип»

Robb Report
5 stop-действий в браке 5 stop-действий в браке

Как, желая укрепить брак, случайно не свернуть не туда?

Лиза
«Мне было 4». Женщина рассказала, что ее насиловали в детстве, спустя 25 лет «Мне было 4». Женщина рассказала, что ее насиловали в детстве, спустя 25 лет

Келли Фелстед рассказала, что подвергалась насилию со стороны друга семьи

Cosmopolitan
Открыть в приложении