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

Последний ход Ивана Грозного Последний ход Ивана Грозного

Последнее, что увидел в жизни Иван Грозный, — это шахматы

Дилетант
Аннато, снежные грибы, бакучиол: почему они должны быть в твоей косметике Аннато, снежные грибы, бакучиол: почему они должны быть в твоей косметике

Трендовые компоненты, которые подарят твоей коже и волосам силу и красоту

Cosmopolitan
Проверка на вменяемость Проверка на вменяемость

Тест Тьюринга и более совершенные способы определить, разумна ли машина

Цифровой океан
Лазер, зажигающий Солнце на Земле Лазер, зажигающий Солнце на Земле

Сергей Гаранин рассказывает о состоянии разработок лазерного термояда

Эксперт
Школа мысли Школа мысли

Как работают нейросети? Простое объяснение в картинках

Цифровой океан
Ирина Апексимова. Живу как хочу Ирина Апексимова. Живу как хочу

Ирина Апексимова — о работе в театре и критике

Коллекция. Караван историй
Я, оно и сверх-я Я, оно и сверх-я

До чего доведет развитие искусственного интеллекта?

Цифровой океан
Ума Турман написала колонку против закона о запрете абортов в Техасе. Она призналась, что в подростковом возрасте ей пришлось прервать беременность Ума Турман написала колонку против закона о запрете абортов в Техасе. Она призналась, что в подростковом возрасте ей пришлось прервать беременность

Ума Турман выступила против принятого в Техасе закона о запрете абортов

Esquire
Церковный дресс-код Церковный дресс-код

Одеяния православных священников напоминают об истории и славе церкви

Дилетант
«Мона Лиза и кровавая луна» — самый дикий фильм Венецианского фестиваля. Это как «Очень странные дела», только для взрослых «Мона Лиза и кровавая луна» — самый дикий фильм Венецианского фестиваля. Это как «Очень странные дела», только для взрослых

«Мона Лиза и кровавая луна» — готовьтесь ко встрече с ведьмами и гопниками

Esquire
15 способов нравиться людям 15 способов нравиться людям

15 общеизвестных банальных правил: как нравиться людям

Maxim
Блогерка публикует честные фото материнства, чтобы поддержать других женщин Блогерка публикует честные фото материнства, чтобы поддержать других женщин

Бриан Картер решила выложить снимки, чтобы выступить против фотошопа

Cosmopolitan
Мир в корзине Мир в корзине

У баскетбола есть и конкретные «родители» – преподаватели физкультуры

Вокруг света
Кровные узы Кровные узы

Роман Васьянов вернулся в Россию, чтобы дебютировать как режиссер

Vogue
Скромность не украшает. Тест-драйв Audi RS Q8 Скромность не украшает. Тест-драйв Audi RS Q8

Что вы получите, купив Audi RS Q8

РБК
Легпром в каталоге Легпром в каталоге

Legprom.сloud нацелен объединить компании легкой и текстильной промышленности

Эксперт
«И тут с него упали штаны»: 20 историй о неудачных свиданиях «И тут с него упали штаны»: 20 историй о неудачных свиданиях

Истории самых эпичных фейлов, которые могли произойти на свидании

Cosmopolitan
Фильмы, которые вернут вам внутренний покой Фильмы, которые вернут вам внутренний покой

Кинокартины для восстановления гармонии

Psychologies
Репрограммирование клеток частично восстановило сердце мышей после инфаркта Репрограммирование клеток частично восстановило сердце мышей после инфаркта

Ученые помогли мышам отрастить сердечную мышцу после инфаркта

N+1
«Женщина может все». Какой бизнес открывают мамы? «Женщина может все». Какой бизнес открывают мамы?

Всероссийская образовательная программа «Мама-предприниматель»

Cosmopolitan
Колыбель для взрослого Колыбель для взрослого

У каждого бывают моменты, когда хочется, чтобы кто-то заботливый взял за руку

Psychologies
Это не Чехов! Это не Чехов!

Почему современный театр изменяет классику, но никогда ее не бросает

Weekend
Лишения с рождения: что запрещено есть королевским детям Лишения с рождения: что запрещено есть королевским детям

Что и как едят королевские дети?

Cosmopolitan
Почему мы раздражаемся и как с этим справляться? Почему мы раздражаемся и как с этим справляться?

Случаются дни, когда раздражает все: партнер, коллеги, дети…

Psychologies
Полезная рутина Полезная рутина

Как привычки формируются и почему становятся зависимостями

N+1
Чертова дюжина: 13 автомобилей с провальным дизайном Чертова дюжина: 13 автомобилей с провальным дизайном

Автомобили, которые удивляют своим внешним видом

CHIP
«Меня едва не убило счастье»: как я оказалась на грани, несмотря на благополучие «Меня едва не убило счастье»: как я оказалась на грани, несмотря на благополучие

Внешнее благополучие не гарант душевного спокойствия: история Ники

Cosmopolitan
Датский археолог-любитель нашел крупный клад золотых медальонов возрастом 1500 лет Датский археолог-любитель нашел крупный клад золотых медальонов возрастом 1500 лет

Мужчина раскопал 22 артефакта, общий вес которых составляет 945 грамм

N+1
Железная дорога оказалась похожа на фононный кристалл Железная дорога оказалась похожа на фононный кристалл

Инженеры придумали, как уменьшить шум от поездов

N+1
Самые популярные сериалы и фильмы Netflix: официальная статистика Самые популярные сериалы и фильмы Netflix: официальная статистика

Видеосервисы традиционно не любят делиться статистикой просмотров

Maxim
Открыть в приложении