Линки доступности

На колесах по Марсу


Марсоход Curiosity («Любопытство») в испытательной лаборатории НАСА (архивное фото)

Марсоход Curiosity («Любопытство») в испытательной лаборатории НАСА (архивное фото)

Марсоход Curiosity и технологии, обеспечившие его создание

Шестого августа спускаемый аппарат NASA доставил на поверхность Марса планетоход Curiosity («Любопытство»). Опустившись с платформы на поверхность планеты на 20-метровых тросах, планетоход выждал две секунды и подорвал пиротехнические заряды, чтобы освободиться от связки с платформой. Так началась исследовательская миссия на Марсе. Ей предшествовал полет, длившийся с 26-го ноября 2011-го года, а до него – долгие годы работы инженеров NASA. В сегодняшней Техносреде мы поговорим о планетоходе для Марса и технологиях, обеспечивших его создание.

«Кьюриосити» – шестиколесная машина весом в 899 кг. Она незначительно тяжелее советского Лунохода-2, приземлившегося на Луну в 1973-ем с весом в 840 кг. Измерительные приборы составляют всего 80 кг веса марсианского планетохода. Энергетическая установка основана на радиоизотопном термоэлектрическом генераторе. В нем используется тепло от распада плутония-238. На борту «Кьюриосити» 4,8 кг диоксида плутония-238, обеспечивающие два с половиной киловатт-часа в день. Генерируемая мощность составляет сейчас 125 ватт, к концу жизни планетохода через 14 лет она упадет до 100 ватт, т.к. период полураспада плутония-238 около 88 лет. Генератор связан с двумя литий-ионными батареями, емкостью в 42 ампер/часа каждая. Они обеспечивают более высокую пиковую мощность энергоустановки.

Особенность радиоизотопных генераторов в том, что их нельзя отключить. Во время полета генерируемое тепло распределялось по системе охлаждения, включающую в себя трубки с жидким теплоносителем. Эта же система на Марсе служит для поддержания более постоянной температуры рабочих частей планетохода при перепадах атмосферной температуры от +30 до -127 градусов Цельсия.

На борту планетохода два одинаковых компьютера с чипами модели RAD750 CPU. Их поставила компания BAE (baesystems.com/product/BAES_028145/rad750-family-of-products). Помимо высокой надежности, их основная особенность – защищенность от излучения. Они способны выдержать свыше 100 КРад (Si) при 1,9 Е-4 ошибок/день. «Железо» представляет собой следующее: 256 kB EEPROM, 256 MB DRAM, 2 GB памяти флэш. CPU компьютера обеспечивает 400 MIPS. Эти характеристики совсем не впечатляют по сравнению даже с рядовым лэптопом и, тем не менее, они обеспечивают все функции планетохода, включая автономную навигацию и принятие решений. Это лишний раз говорит о том, как потребительские операционные системы и программы используют компьютерные мощности: за исключением обработки видео, по большей части эти ресурсы не производят никакой полезной (для покупателя) работы.

Характерно, что наиболее техноёмкие составляющие миссии на Марс создавались не самим федеральным агентством, а подрядчиками-контракторами, т.е. частными компаниями. Эта модель организации, на первый взгляд, отличается от чрезвычайно централизованной советской.

Операционная система на этих компьютерах VxWorks (windriver.com/products/vxworks/). Ее производит компания Wind River (windriver.com), представляющая собой дочернюю компанию Intel. Эта операционная система широко используется во встроенных компьютерных устройствах.

Софт для управления планетоходом и его приборами написан на С, как и в большинстве встроенных систем. По некоторым оценкам, он включает в себя до 3,5 миллионов строчек кода, большая часть из которых сгенерирована автоматически. В то же время, до полумиллиона строчек кода оцениваются как написанные вручную программистами. Тестирование кода проводилось с помощью скриптов, написанных на языке «Питон». Архитектура программного обеспечения в общем такова: 150 модулей, часть из которых объединены в «компоненты», обеспечивающие функцию, действия или поведение планетохода. В свою очередь компоненты объединены в уровни.

Как видно, «Кьюриосити» – это сборный продукт нескольких независимых компаний, работающих на передовых рубежах своих технологий. Если вглядеться в эту систему, то она, в общем-то, напоминает советскую систему профильных НИИ и КБ, с двумя важными отличиями – иной мотивацией сотрудников, и фактически глобальным рынком труда, позволяющим гибко реагировать на потребности проекта.

Показать комментарии

XS
SM
MD
LG