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

Бой с тенью Бой с тенью

Фоторепортаж с соревнования хакеров

Цифровой океан
Спасибо, папа Спасибо, папа

С папой в детстве я встречалась редко, хотя номинально он еще жил дома

Seasons of life
Церковный дресс-код Церковный дресс-код

Одеяния православных священников напоминают об истории и славе церкви

Дилетант
Девушка, подающая надежды Девушка, подающая надежды

Елизавета Янковская — о трех грядущих кинопремьерах

Vogue
Школа мысли Школа мысли

Как работают нейросети? Простое объяснение в картинках

Цифровой океан
Смотрите-ка, звезда! Смотрите-ка, звезда!

Певица Лиза Монеточка о своих преподавателях и учебе в школе

Домашний Очаг
Проверка на вменяемость Проверка на вменяемость

Тест Тьюринга и более совершенные способы определить, разумна ли машина

Цифровой океан
Опыт Kickstarter, Microsoft и других: четырёхдневная рабочая неделя повышает вовлечённость и продуктивность сотрудников Опыт Kickstarter, Microsoft и других: четырёхдневная рабочая неделя повышает вовлечённость и продуктивность сотрудников

Как снизить стресс тем, кто вынужден работать на пятидневке

VC.RU
Я, оно и сверх-я Я, оно и сверх-я

До чего доведет развитие искусственного интеллекта?

Цифровой океан
«Что, если нарцисс — это я?» «Что, если нарцисс — это я?»

Психолог Анастасия Долганова — о нарциссизме в людях рядом с нами и внутри нас

Reminder
Бенедикт Камбербэтч: «Дети – лучший якорь в нашем плаванье» Бенедикт Камбербэтч: «Дети – лучший якорь в нашем плаванье»

Трудно поверить, но Бенедикт Камбербэтч считает себя личностью вполне заурядной

Psychologies
Сайт из коробки Сайт из коробки

Как сделать хороший сайт, если вы не программист

Цифровой океан
Наполеон III: тень дяди-корсиканца Наполеон III: тень дяди-корсиканца

Племянник Наполеона I отчаянно пытался обрести славу великого полководца

Дилетант
Флюороз: инструкция по спасению «пятнистых» зубов Флюороз: инструкция по спасению «пятнистых» зубов

Что собой представляет флюороз и как предупредить это некрасивое заболевание?

Cosmopolitan
Удивительные сексуальные нравы Галантного века во Франции Удивительные сексуальные нравы Галантного века во Франции

Версальский двор — это главные затейники науки любви XVIII века

Maxim
Что посмотреть и попробовать в Дагестане. Гид «РБК Стиль» Что посмотреть и попробовать в Дагестане. Гид «РБК Стиль»

Дагестан — аулы-призраки, горные реки, живописные водохранилища

РБК
«Разжимая кулаки»: драма об осетинской девушке, которой не позволяют взрослеть «Разжимая кулаки»: драма об осетинской девушке, которой не позволяют взрослеть

«Разжимая кулаки» — история о девушке в беспросветном осетинском городке

GQ
«Мне стоит переживать за свою безопасность, но это смешно»: история неудачного свидания «Мне стоит переживать за свою безопасность, но это смешно»: история неудачного свидания

Люди нередко устраивают проверки своим партнерам

Psychologies
Такое дело Такое дело

Бруно Павловски — об уроках пандемии, важности социальной позиции

Harper's Bazaar
Леонардо ДиКаприо и компания: 6 голливудских актеров со славянскими корнями Леонардо ДиКаприо и компания: 6 голливудских актеров со славянскими корнями

Какие знаменитые актеры, воплотившие американскую мечту, имеют русские корни

Cosmopolitan
Сверху видно все. Вооруженная охрана, искусственный дождь и еще 4 необычных профессии беспилотников Сверху видно все. Вооруженная охрана, искусственный дождь и еще 4 необычных профессии беспилотников

Дроны атакуют! Где и кого? Узнаете, прочитав этот материал

Цифровой океан
Чего не стоит делать, если вам изменяют Чего не стоит делать, если вам изменяют

Вещи, которые точно не стоит делать, узнав об измене партнера

Psychologies
Город бомбы Город бомбы

Из истории американского атомограда

Вокруг света
Глубоко, уважаемый! Глубоко, уважаемый!

Как русские захватили фридайвинг

Men’s Health
Археологи установили время существования греко-бактрийской крепости Узундара Археологи установили время существования греко-бактрийской крепости Узундара

Крепость Узундара была построена в начале III века до нашей эры

N+1
Над устрицами тоже плачут. Отрывок из книги Алексея Тарханова «До востребования, Париж» Над устрицами тоже плачут. Отрывок из книги Алексея Тарханова «До востребования, Париж»

Отрывок из книги Алексея Тарханова о Париже

СНОБ
Профилактика дешевле лечения. Как сэкономить и остаться здоровым Профилактика дешевле лечения. Как сэкономить и остаться здоровым

Насколько экономически выгодно жить, не болея, но следя за здоровьем

СНОБ
Учиться или играть? И то, и другое Учиться или играть? И то, и другое

«Учиться – скучно». Что может возразить школа на этот упрёк учеников?

Домашний Очаг
Железная дорога оказалась похожа на фононный кристалл Железная дорога оказалась похожа на фононный кристалл

Инженеры придумали, как уменьшить шум от поездов

N+1
Настоящие гиганты: 23 самых больших животных в мире (угадай, кто самый огромный) Настоящие гиганты: 23 самых больших животных в мире (угадай, кто самый огромный)

Список самых длинных и тяжелых обитателей суши и морей

Playboy
Открыть в приложении