Электронно-вычислительная техника в космосе



Мы уже привыкли к таким благам цивилизации, как спутниковое телевидение и связь, прогнозирование погоды и др. Для решения подобных задач используется  целый комплекс космических аппаратов, насыщенных сложнейшей электронной аппаратурой. Но мало кто задумывается над тем, какие вычислительные устройства применяются в космических аппаратах. На самом деле, в космосе, в отличие от Земли, выбор компьютера представляет собой очень непростую задачу.

электронно-вычислительная техника в космических аппаратахГлавными критериями здесь являются надежность и экономичность при необходимой функциональности. Именно поэтому мы не встретим даже в космических кораблях ближайшего будущего сверхмощных процессоров нашпигованные устройствами охлаждения. Как в зарубежных, так и в российских компьютерных системах производительность применяемых процессоров не превосходит Intel 486, что, конечно, потрясет непосвященного человека. Ведь это уровень второй половины 80-х годов XX века! Однако проблема гораздо глубже. В космосе электронно-вычислительная техника испытывает на себе воздействие жесткого излучения, от которого на Земле защищена атмосферой. Его влияние на современные  микропроцессоры, изготовленные по сложнейшим тонким технологиям, может иметь катастрофический характер. Изменение 0 на 1, или наоборот способно изменить программу бортового компьютера, и  корабль до цели не дойдет. Не стоит говорить, что это колоссальные материальные средства, а если это пилотируемый полет, то это – жизнь экипажа. Таким образом, существующие наземные образцы электронно-вычислительной техники не подходят: они не достаточно надежны и  ко всему прочему потребляют много энергии, которой в условиях космического полета нужно дорожить.

Для решения этой проблемы предлагаются два варианта. Первый заключается в изготовлении микросхем по более грубой технологии, с дублированием элементов внутри схем. Процессор, изготовленный по такой технологии, будет расходовать энергии больше, чем обычный, подобной производительности. Второй вариант предполагает использовать три параллельно работающих обычных процессора, которые будут дублировать друг друга и сверять данные, что должно исключить возможные ошибки. Суммарное энергопотребление таких трех процессоров будет равно первому варианту, но все трое они будут работать только в случае самых ответственных задач. Штатные малоответственные задачи будут обрабатываться только одним процессором, более значимые – двумя, и только самые важные (например, определение курса полета) будут обработаны тремя процессорами параллельно. Вторая схема считается более предпочтительной, поскольку работает в более экономичном режиме, и вероятность выхода из строя сразу трех процессоров крайне мала.

Что же касается производительности космической электронно-вычислительной техники  на уровне Intel 386 – 486, то, оказывается, этого вполне достаточно для решения задач управления кораблем и систем жизнеобеспечения. Ведь в отличие от тяжеловесных графических операционных систем (наподобие Windows) в космических компьютерах применяется оптимизированное, предельно эффективное программное обеспечение, не требующее больших энергоресурсов и, что особенно важно, принудительного охлаждения.






Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением

Сумма: код подтверждения