В 2016 году на МКС все еще работали Intel 80386SX на 20 МГц — процессоры, которым уже четверть века. В российских модулях «Звезда» до сих пор летают приборы «Электроника», а на наземных станциях ГЛОНАСС стоят «Эльбрусы» первой версии. В «малом космосе» приоритеты другие: низкая цена, быстрая итерация и использование кубсатов на Raspberry Pi и Linux‑контейнерах.
Давайте разберем, почему в космосе ценят проверенные временем технологии — и какое место в этой истории занимают решения советской и российской школы. Детали под катом.
Используйте навигацию, если не хотите читать статью полностью
Почему все происходит очень медленно
Если смотреть на космический проект глазами инженеров и менеджеров, то он напоминает не стартап, а, скорее, строительство атомной станции: все долго, многослойно и требует невероятной точности.
Первый этап — определение целей и задач миссии. Здесь формируется основная идея, задачи, бюджет и сроки. Этот этап включает исследование технической реализуемости и оценку ключевых технологий, которые требуют разработку с нуля для специфики космоса. Например, радиационной защиты и систем связи на больших расстояниях.
Далее следует эскизное проектирование. В ходе него создается предварительный облик аппарата, разрабатывается техническое задание для дальнейшей работы. И вот здесь начинается специфическое. В спутнике нельзя просто взять и заменить комплектующие, как в сервере в дата-центре. И уж тем более нельзя просто взять и начать использовать новый спутник, если со старым что-то пошло не так, как мы делаем это с нашими гаджетами. На его борту на весь срок эксплуатации окажется именно то, что выбрали инженеры. При этом выбрать они могли еще в начале 2010, а запуск выполнить только сейчас.
Следующий этап — детальное проектирование. В это время прорабатываются конструкции, материалы и ПО с учетом требований надежности.
Далее — сертификация. Это один из самых строгих и растянутых этапов жизненного цикла проекта. Есть международный стандарт DO‑178C — «кодекс поведения» для разработчиков космического и авиационного ПО. И вот в соответствии с ним формально нельзя одобрить ни одной строчки кода, пока не будет абсолютно доказано, что каждый элемент системы — от самой туманной идеи до кода в микропроцессоре — прослежен, описан и протестирован. Сертификация идет медленно: аудиторы проверяют планы, тесты, документацию вплоть до покрытия кода (в критичных системах по методу MC/DC — Modified Condition/Decision Coverage). Этот процесс растягивается на годы и превращает 7–10 лет подготовки к запуску в норму, а не исключение.
Аналог DO‑178C в России — стандарт КТ-178C «Квалификационные требования к программному обеспечению авиационной и космической техники». Для допуска систем к испытаниям и вводу в эксплуатацию компании обязаны подтвердить соответствие не только ПО, но и всех аппаратных компонентов.
После начинается этап испытаний: аппарат проходит проверки в условиях, максимально приближенных к космическим — вакуум, низкие температуры, вибрация, радиация. Это делается, чтобы подтвердить его работоспособность.
Следующее — интеграция систем и подготовка к пуску. Сюда же входит финальная сертификация и аудиты, необходимые для допуска аппарата к запуску. Но именно этот «бюрократический марафон» гарантирует, что спутник будет безаварийно работать 15–20 лет в условиях радиации, температурных скачков и без ремонта.
Затем идет сам запуск. После него начинается ввод аппарата в эксплуатацию и работа в космосе. В этот период поддерживается связь, загружаются обновления ПО (с большими ограничениями), контролируются и корректируются параметры орбиты. Все это делается через наземные станции, с многоступенчатой проверкой, чтобы случайный баг не вывел из строя миссию стоимостью в сотни миллионов долларов.
Инцидент с телескопом
Впрочем, в исключительных случаях ремонт и доработка прямо в космосе все же возможны. Например, в 1990 году на орбиту Земли вывели телескоп «Хаббл». За пределы нашей планеты его отправили, чтобы при сборе данных избежать искажений, вызванных атмосферой Земли. Наземные обсерватории постоянно сталкиваются с проблемами вроде турбулентности воздуха и поглощения ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Так вот, через несколько недель после запуска оказалось, что главное зеркало телескопа имеет сферическую аберрацию — отклонение формы в 2,2 микрона (меньше толщины человеческого волоса). Из-за этого изображение становилось размытым.
Причина неполадки — неверная настройка оборудования при полировке зеркала. В 1993 году прошла одна из самых сложных ремонтных миссий в истории пилотируемых полетов. Астронавты отправились к «Хабблу» и установили на нем систему COSTAR — набор линз, компенсирующих аберрацию. А заодно заменили основную камеру на новую, уже оборудованную встроенной коррекцией. Так «Хаббл», наконец, стал выдавать четкие снимки.
После успеха миссии NASA провело еще четыре экспедиции.
В 1997 году заменили спектрограф GHRS на более мощный STIS — спектрограф с высокой чувствительностью, а также добавили NICMOS — камеру для инфракрасных наблюдений, охлаждаемую жидким азотом.
В 1999 заменили все шесть гироскопов и обновили основной бортовой компьютер.
В 2002 году установили камеру ACS и заменили солнечные батареи на новые.
В 2009 установили камеру WFC3, заменили все гироскопы и блоки электроники. А еще починили спектрограф STIS, который вышел из строя в 2004 году.
И все же этот кейс — именно исключение. Здесь важно помнить: если ваш спутник по цене и научной значимости не стоит в одном ряду с «Хабблом», то никто его чинить не полетит. Кстати, срок службы телескопа растянулся с плановых 15 до более чем 35 лет благодаря апгрейдам. Обычно же эксплуатация спутников длится до 20 лет.
Managed Kubernetes на выделенных серверах
Снизьте расходы на IT-инфраструктуру и улучшите производительность микросервисов.
А что произойдет, если оставить на орбите аппарат слишком надолго
Среди таких старичков — Transit 5B-5, запущенный США 21 декабря 1964 года. Он до сих пор работает. Точнее, передает сигналы — в основном в научных и тестовых целях. Эта машина эпохи первых навигационных систем работает на радиоактивном изотопе плутония-238, поэтому так долго кружит по орбите.
Любопытный факт: Transit 5B-5 — стал прямым прародителем GPS. Пример того, как простейшая электроника 60-х, обладая надежным питанием и устойчивостью к экстремальным условиям, может проработать на орбите в разы дольше большинства современных спутников.
По окончании жизненного цикла аппарат либо выводится на «орбиту‑кладбище», либо контролируемо отправляется на дно океана. Согласно оценке Европейского космического агентства (ESA), над нашими головами летает более 54 000 объектов размером свыше 10 сантиметров. Небольших осколков — от 1 до 10 сантиметров — уже около 1,2 млн. А число фрагментов субсантиметрового размера уже давно превышает 130 миллионов.
К началу 2025 года на орбите Земли находилось около 40 000 спутников, и только 11 000 из них работоспособны. Если плотность космического мусора будет расти и дальше, это может вызвать эффект Кесслера, в результате чего ближний космос станет непригодным для использования. При этом даже крошечная песчинка, летящая со скоростью несколько тысяч или десятков тысяч километров в час, может непоправимо повредить тот же «Хаббл» или систему жизнеобеспечения МКС.
Ученые всерьез обеспокоены мусором на орбите. Нужно его убирать, но куда?
Сейчас для этого есть укромное местечко в Тихом океане — точка Немо. Оно расположено в южном полушарии и удалено примерно на 4 800 км от берегов Новой Зеландии и примерно на 2 700 км от ближайших островов. Это так называемое «кладбище космических кораблей», где затапливают обломки аппаратов, не сгоревшие в атмосфере.
В точке Немо глубина океана составляет около 4 км, там низкое содержанием питательных веществ и практически отсутствует жизнь. Когда завершится срок эксплуатации МКС, она будет сведена на траекторию в океан и затоплена именно там.
Если уточнить в цифрах: время от начала эскизного проектирования до запуска обычно занимает 7–10 лет (Sentinel-1A: утверждение — 2007, запуск — 2014), затем идет эксплуатация в теч��ние 15–20 лет (и даже больше), что хорошо коррелирует с современными программами NASA, ESA и Роскосмоса.
Получается крайне парадоксальная ситуация: на борту космических аппаратов используются технологии из прошлого века, но эта стратегия и делает космос надежным. В итоге спутник, созданный и сертифицированный по стандартам 90‑х, продолжает десятилетиями обеспечивать связь, навигацию или научные данные, в то время как наши земные гаджеты сменились уже несколько раз.
Радио‑ и термостойкость проверенных норм
Процессоры и вычислительные системы, используемые в космосе, особенно те, которые находятся на борту спутников и межпланетных аппаратов, должны обладать высокой радиационной и термостойкостью. В обычной коммерческой электронике эти характеристики считаются избыточными, но для космоса они жизненно необходимы.
Возьмем легендарный микропроцессор BAE RAD750, созданный на базе архитектуры IBM PowerPC 750 и разработанный по 250 нм (или 150 нм) CMOS-технологии. Он работает на частотах от 110 до 200 МГц, обеспечивает до 400 MIPS вычислительной мощности и потребляет порядка 5 Вт (или 10 Вт в составе одноплатной системы). Это одно из самых популярных и проверенных решений для космических миссий в мире. RAD750 выдерживает перепады температур от −55 до +125 градусов Цельсия. Он также устойчив к дозам ионизирующей радиации до 1 000 килорад, в то время как обычные потребительские процессоры выдерживают лишь доли максимальных значений.
Это достигается за счет специального проектирования кристалла, изоляции и повторного кодирования данных, а также тщательного отбора компонентов и тестирования на воздействие космической радиации в условиях, приближенных к реальным миссиям. RAD750 применяется в системах управления спутниками и межпланетных зондами, например в марсоходах Curiosity и Perseverance, а также в телескопах.
В СССР среди первых советских бортовых компьютеров был Argon-11S. Это была первая в мире космическая ЭВМ. Она имела трехкратное аппаратное резервирование и автоматически управляла космическим полетом по программе «Зонд» (облет Луны с возвращением посадочного модуля на Землю). Позже при длительной работе в составе систем управления космических кораблей «Союз» и «Прогресс», орбитальных станций «Салют», «Алмаз» и «Мир» применялись модели типа Argon-16, а также упрощенные версии для станций «Салют» и других строительных проектов.
Особенность этих советских и российских систем в том, что они разработаны по более консервативным технологическим нормам с использованием менее плотных технологических процессов — например 0,18 мкм. Это увеличивает их устойчивость к радиации и снижает риски отказов. Такие технологии, хотя и устаревшие по современным стандартам, проверены десятилетиями работы в космосе. Они выдерживают условия сильной радиации, экстремальных перепадов температур и длительных периодов работы без возможности обслуживания или ремонта.
RTOS и языки
Если все так сложно, то неужели в космос можно отправить компьютер/сервер на Windows или Linux? В теории — да, но обычно для таких задач нужна RTOS — операционная система, которая гарантирует выполнение критичных функций без малейших сбоев или задержек. Одними из самых известных и заслуживших доверие RTOS являются американские VxWorks и RTEMS.
VxWorks, разработанная компанией Wind River, — коммерческая RTOS с высокой степенью надежности и многочисленными функциями. Она поддерживает многозадачность с приоритетным вытеснением и дает минимальное время отклика. ОС используется NASA, а также в европейских и американских спутниках и научных аппаратах. VxWorks обладает модульной архитектурой, сертифицирована по авиационным и космическим стандартам безопасности. В последних версиях даже интегрированы возможности для работы с ИИ и контейнеризацией сервисов.
Альтернативой с открытым исходным кодом является RTEMS (Real-Time Executive for Multiprocessor Systems). Изначально она разработана для управления ракетными системами армии США, а позже адаптирована под многопроцессорные архитектуры. Европейское космическое агентство активно использует RTEMS, так как она легко переносима на разные аппаратные платформы, в том числе радиационно-стойкие процессоры семейства SPARC LEON, широко применяемые в европейских миссиях. В RTEMS более гибкая система планирования задач и есть возможность модификаций компонентов. ОС прошла строгие тесты и получила уровень надежности «B» по классификации ЕКА, что говорит о ее пригодности для критических космических систем.
В России же с советских времен применяются отечественные RTOS, построенные на базе операционных систем МЦСТ (Московский центр SPARC-технологий) с учетом особенностей аппаратной платформы («Эльбрус»).
Эти ОС заточены под отечественные аппараты. Из более современных ОС можно вспомнить «БагрОС-4000» — POSIX-совместимый отечественный RTOS также для «Эльбрус».
Еще есть Ada95 — язык программирования, созданный в США в 1980 году для критически важного ПО в системах реального времени. Как и ОС RTEMS, изначально это была военная разработка, которую адаптировали под научные задачи. Ada95 применяется в авиации и космосе благодаря строгой типизации, поддержке параллелизма, runtime-проверкам границ массивов и обработке исключений. Специализированное ПО под названием «C» дает низкоуровневый контроль времени отклика и памяти, поэтому в safety-проектах его ограничивают профилями вроде MISRA C и дополняют строгим статическим анализом.
Для сертифицируемого real-time есть профиль Ravenscar, который урезает задачи до анализируемого подмножества. Для формальной верификации используют SPARK — подмножество Ada, совместимое с требованиями DO-178C/DO-333. На практике эти инструменты реально снижают объем верификации и эксплуатационные риски в крупных проектах, от fly-by-wire систем вроде Boeing 777 до авионики ESA.
В советских и российских научных спутниках были распространены такие «классики», как Фортран и ПЛ/1. Фортран (особенно Fortran-77/90 и более поздние ветки) до сих пор ценят за детерминированную арифметику и плотный набор численных библиотек типа BLAS/LAPACK и старых наработок LINPACK. ПЛ/1 нередко встречался в управляющем софте на мейнфреймах и контроллерах экспериментов. На практике поддержка таких стеков обеспечивается через современные компиляторы (gfortran, Intel Fortran), эмуляцию окружений, интерфейсы обертки (ISO_C_BINDING или C-shim), регрессионные тесты с золотыми наборами данных и строгую верификацию при каждом переносе. Иначе бит-совместимость и воспроизводимость научных результатов оказались бы под угрозой.
Минус очевиден: кадровый дефицит и деградация toolchain’а требуют изоляции legacy-модулей, документирования всех предположений и автоматических тестов. Это нужно, чтобы сохранить доверие к старому коду, не платя цену полного переписывания.
Революция кубсат и COTS
В России и мире сейчас наблюдается значительный рост интереса к сфере малых спутников. Он отчасти вызван революцией, которую произвели кубсаты. Это такие спутники размером чуть больше кубика рубика. Имеют габариты 10×10×10 см при массе не более 1,33 кг.
Благодаря своей миниатюрности и модульности кубсаты упрощают и удешевляют процесс создания и вывода на орбиту космического оборудования. Это открывает новые возможности для бизнеса и исследователей. Например, чтобы с меньшими затратами запускать коммерческие и научные миссии, включая связь, удаленное зондирование, IoT и эксперименты в условиях низкой околоземной орбиты.
Кубсаты стали одним из драйверов массовой демократизации доступа в космос и развития современной космической индустрии. Это происходит, в том числе, благодаря запуску серийных аппаратов с использованием коммерчески доступного оборудования (COTS). Такой подход позволяет быстро создавать модульные и недорогие спутники для научных, коммерческих и промышленных задач. Примером служат проекты ФИАН (Физического института РАН) и МГУ, где на базе широко доступных платформ Raspberry Pi Zero W и Arduino строятся малые спутники формата 2U.
ФИАН активно участвует в разработке малых спутников, таких как «Ярило». Например, на борту аппарата «Ярило №2» установлен детектор космической радиации «ДеКоР», разработанный в НИИ ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ. Также на борту имеется радиационно-стойкая бортовая цифровая вычислительная машина.
Эти спутники работают под управлением Linux и программируются на Python, что упрощает разработку и тестирование.
Важным российским вузовским проектом является разработка гибридных вычислительных платформ на базе ARM-SoC и FPGA, реализуемых в Сколковском институте науки и технологий (Skoltech). Эта архитектура обеспечивает баланс между высокой производительностью и энергоэффективностью, что позволяет выполнять сложные вычислительные задачи и обрабатывать данные прямо на борту малых спутников. Такая гибридная платформа специально адаптируется для космических экспериментов, включая экспериментальную электронику и системы управления.
В рамках федеральных программ, таких как «Радиоастрон-мини», разрабатываются и отечественные решения — например, микропроцессор BAIKAL-М ВЛ-КТ с архитектурой ARM. Этот процессор создан для использования в малых спутниках, обеспечивая надежную вычислительную основу для задач связи, наблюдения и навигации.
Гибридный подход и эволюция
Просто взять и отказаться от проверенных временем технологий и оборудования в пользу чего-то нового — рискованная затея. Даже производители обычных земных гаджетов не рискуют так делать, модернизируя девайсы постепенно, от поколения к поколению. Что уж говорить о космической сфере. Лучший подход здесь — интеграция нового без полного отказа от старого и полноценной замены аппаратной части.
В частности, на базе процессоров «Эльбрус» реализована концепция виртуализации RTOS через FPGA. Это позволяет загружать и обновлять прошивки по протоколу CCSDS без полной замены железа. Запускают несколько виртуальных систем на одном физическом контроллере, изолируя задачи и обеспечивая устойчивость к сбоям.
На том же «Эльбрусе» развивают виртуализацию так: гибридные гипервизоры запускают нативные гостевые ОС и паравиртуальные окружения в одной системе, снижая оверхед и сохраняя совместимость с legacy-модулями. Для космоса это важно: плату на орбите не поменяешь, поэтому надо уметь безопасно вносить изменения программно.
Вторая тенденция — использование ГОСТ-сертифицированных контейнеров в малых спутниках формата кубсат. Контейнеризация изолирует процессы и упрощает среду выполнения. Если контейнеры и реестры образов адаптированы под требования ГОСТ по ИБ, это дает стандартизованный путь установки, подписи образов и защищенные обновления. При этом выгодно использовать гибридную модель: управляемый Managed Kubernetes на земле для оркестрации жизненного цикла образов, CI/CD и политик безопасности, и легкие агентные окружения на борту — тогда можно делать контролируемые релизы, откаты и обновления.
Управляемый Kubernetes поддерживает инфраструктуру, централизует аудит, RBAC и сеть (NetworkPolicy). А на борту легкие дистрибутивы и контейнерные рантаймы с проверкой подписи образа обеспечивают совместимость с ограниченными ресурсами и требованиями к надежности. В сумме это снижает цикл разработки, упрощает управление поставкой ПО и уменьшает операционные риски при сохранении соответствия ГОСТ и отраслевых практик.
Что вы думаете о сочетании советского наследия и современных COTS‑решений в космосе? Делитесь в комментариях!
Комментарии (94)
K0styan
04.09.2025 08:44Специализированное ПО под названием «C»
Вот тут я подвис.
Подумал было, что совпадение, но нет: там дальше по тексту упоминается MISRA C, а это, как Гугл подсказывает, именно что гайдлайны по написанию кода на том самом C, который язык программирования.
emiliavasilieva
04.09.2025 08:44Не удивлена, что в космосе до сих пор используют старые процессоры. Там ведь главное не скорость развития, а надежность.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44Там ведь главное не скорость развития, а надежность.
Нет, не поэтому. Просто отрасль "состарилась". Раньше цикл проектирования был куда короче, и в общем-то мы до сих пор активно используем разработанные тогда технологии. А сейчас мотивации в старых мастодонтах отрасли осталось мало, бюрократии стало намного больше, многие инженерные подразделения работают по принципу самурая, у которого нет цели, есть только путь.
Так-то всё можно обновлять. Вон, несколько молодых и свежих компаний, пока ещё не превратились в новые "Боинги" и "Роскосмосы", вполне себе выдерживают и быстрый цикл разработки, и инновации, и всё это при вполне адекватных бюджетах.
А то, что якобы это ради надёжности, просто удобная отмазка. Как-то неудобно признаваться, что и копеечный смартфонный процессор сейчас имеет достаточную надёжность, чтобы пролететь год в космическом пространстве, и три года отработать на Марсе. И в общем-то, продолжать работать и после этого, если бы управляемый им аппаратик физически не поизносился.
TrueScaffold
04.09.2025 08:44Комментарий зумера, который свято верит, что новое - это обязательно лучшее, и с ночи занимает очередь за новым айфоном. Также он считает, что "радиационноая стойкость" - это что-то из американского сериала про Чернобыль. ЕГЭ победил.
Nyanny
04.09.2025 08:44Какой-то бессвязный набор слов. Сами придумали соломенное чучело, сами ему приписали какие-то характеристики и реплики, сами его победили. Поздравляю!
Судя по "зумер" и "ЕГЭ победил", вам бы на деменцию провериться: признаки имеются.
Mr_Igor
04.09.2025 08:44пусть человек и изрёк мысль грубо, но суть он обозна��ил верно.
в космосе чем меньше техпроцесс тем хуже так как протон пролетая через микрочип вызывает электрический заряд и нарушает логическую цепочку. И чем тоньше техпроцесс тем меньший заряд нужен для переключения.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44пусть человек и изрёк мысль грубо, но суть он обозначил верно.
Человек и хам, и о радстойкости знает весьма поверхностно. Есть масса способов обеспечивать радстойкость, и выпуск специализированных медленных чипов мелкими партиями на дорогом техпроцессе - ни разу не самый эффективный.
И чем тоньше техпроцесс тем меньший заряд нужен для переключения.
...и тем меньше вероятность попадания высокоэнергетической частицы в какой-то критичный узел чипа.
UFO_01
04.09.2025 08:44Раньше цикл проектирования был куда короче
Да, потому что и требований было меньше, денег больше, давления больше.
Так-то всё можно обновлять.
И проходить весь цикл разработки заново? Так-то даже SpaceX фокусируется именно на доработке уже готовых решений, а стоимость снижается за счёт их модульности и переиспользования.
смартфонный процессор сейчас имеет достаточную надёжность
Да неужели?
продолжать работать и после этого, если бы управляемый им аппаратик физически не поизносился.
Про то что это прототип, используемый для демонстрации самой возможности полёта, мы, конечно же, умолчим, как и о том, что мобильный проц обслуживал только камеры. Не говоря уже о том что радиационный фон на Марсе 0,7 мЗв — как и на МКС. Для сравнения, на Луне около 11,4 мЗв, а упомянутый тут Хаббл получает 25 Зв на низком радиационном поясе.
Бюрократия там заключается в том, что на каждый элемент зачастую надо согласование вообще не связанных с этим людей по всей вертикали, в итоге то что можно сделать за неделю растягивается на полгода. В NASA с её ворохом подрядчиков ситуация ещё хуже. Не говоря уже о том, что NASA в случае задержек доплачивает подрядчикам, что явно не способствует выполнению проектов в срок.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44Да, потому что и требований было меньше, денег больше, давления больше.
Я бы возразил. Наоборот, сейчас денег стало больше, а самое главное, за результат перестали спрашивать. Вы можете их просто брать и осваивать, откладывая и откладывая сроки сдачи. Сколько там SLS+Orion сожрали суммарно на текущий день? Лярдов 60-70, если не ошибаюсь, и один тестовый полёт. Т.е. половину от стоимости всей программы Аполлон, если её пересчитать на нынешние баксы с учётом инфляции. Программа Аполлон, напомню, включала в себя разработку с нуля сверхтяжёлой ракеты, разработку и строительство космодрома, разработку космического корабля, посадочного модуля, скафандров, ровера, шесть миссий на Луну и штуки четыре-пять тестовых пусков, миссию Союз-Аполлон, запуск орбитальной станции и три миссии к ней. И всё это практически с нуля, без огромного багажа наработок, как сейчас, и без мощных средств моделирования и тестирования.
Да неужели?
То, что всего один проработал пять лет и до сих пор работает, об этом говорит достаточно убедительно. Выборка малая, но срок испытаний большой. Он-то почти год полёта подвергался бомбардировке высокоэнергетическими частицами, да и на Марсе атмосферы вокруг практически нет, рад-фон там на два порядка выше земного.
Про то что это прототип, используемый для демонстрации самой возможности полёта, мы, конечно же, умолчим, как и о том, что мобильный проц обслуживал только камеры.
Это всё не существенно. Мобильный проц обслуживал там не только камеры, он осуществлял, собственно, сбор и хранение данных, например, но не в этом дело. Суть в том, что он работал всё это время, непрерывно, имея при этом ничтожную стоимость и куда бОльшую производительность, чем специализированные рад-стойкие чипы. А значит, можно взять три таких, пя��ь таких, семь таких, и схему арбитража между ними, и получить работающее, надёжное и дешёвое решение.
UFO_01
04.09.2025 08:44TL;DR Я согласен, решение хорошее, но только в ограниченных ситуациях. Теперь подробнее
за результат перестали спрашивать
Я поэтому и добавил что давления на разработчиков было больше.
То, что всего один проработал пять лет и до сих пор работает, об этом говорит достаточно убедительно.
Это говорит только о том, что один проц смог проработать три года. Всё.
Позволю себе позанудствовать. Во-первых, рад-стойкий чип там был, и именно он осуществлял все критические элементы работы, в том числе контролировал и работу мобильного проца. Во-вторых, доза облучения на Марсе хоть и на порядки больше, чем на Земле, и для защиты от неё достаточно экранирования и дублирования, на орбите такое не прокатит. Уровень радиации на поверхности Марса составляет около 0.67 мЗв/сутки, на Луне 1.36 мЗв/сутки, в открытом косм��се 1.8 мЗв/сутки, а в радиационных поясах Земли десятки, сотни и тысячи мЗв/сутки. Специально пишу в сутках чтобы громкими цифрами облучения в год не бросаться — важна именно накопленная доза.
Я не спорю, если нам нужно дешёвое решение для кратковременной миссии на поверхности планет без радиационных поясов, то обычный проц, который контролирует рад стойкий проц, это хорошее решение. Прям даже очень хорошее — сделать некритичные элементы на дешёвой базе. Для низкой околоземной орбиты можно вообще обычные процы использовать (как в кубсатах). Но если это средняя орбита и выше, или это экспедиция к внешним планетам с радиационными поясами, то будьте добры раскошелиться на полноценно рад стойкую систему.
А значит, можно взять три таких, пять таких, семь таких, и схему арбитража между ними, и получить работающее, надёжное и дешёвое решение.
А что вы будете делать если радиация вызовет сбой в 6 из 7 процов? А что вы будете делать если у вас от накопленной дозы разом все 7 полягут? А что вы будете делать если ложный сигнал придёт от двух процов и арбитратор примет его как мажоритарный? Даже в приборах для метро, ж/д и военки стараются избегать мажоритарных систем если это возможно.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44Это говорит только о том, что один проц смог проработать три года. Всё.
Не совсем так. Такая выборка не даёт достоверно судить о количестве брака в партии, но даёт достоверно судить, собственно, о рад-стойкости чипа по крайней мере, в условиях путешествий к Марсу. Фактор радиации на него воздействует непрерывно, каждый день, каждый час, каждую секунду.
Когда он летел в жестянке к Марсу, он и от более жёсткого излучения не был защищён, но там он был скорее всего обесточен в это время. Тем не менее, это крайне длительный эксперимент, который позволяет судить обо всех аналогичных чипах.
А что вы будете делать если радиация вызовет сбой в 6 из 7 процов?
В общем случае это нереально. Тяжелые частицы с энергией, способной вызвать переключение транзисторов, летают по-одиночке. Чтобы сразу произошло несколько ошибок в разных местах схемы, это надо сверхновую взорвать где-то в относительной близости.
UFO_01
04.09.2025 08:44Вынес в отдельный комментарий.
То, что всего один проработал пять лет и до сих пор работает, об этом говорит достаточно убедительно. Выборка малая, но срок испытаний большой.
Это противоречит вообще всем принципам надёжности и функциональной безопасности. Надёжность оценивается вероятностью отказа в определённое время. Если один проработал 5 лет, это не значит что другой проработает 5 лет, как и то что он проработает ещё 5 лет. Прикол в том, что мы не знаем сколько на самом деле проработал мобильный процессор без ошибок — его работоспособность контролировал рад-стойкий чип.
Wesha
04.09.2025 08:44А значит, можно взять три таких, пять таких, семь таких, и схему арбитража между ними, и получить работающее, надёжное и дешёвое решение.
...а потом высокоэнергетическая частица пролетела через схему арбитража — и здравствуйте, девочки.
UncleSam27
04.09.2025 08:44Ну справедливости ради надо отметить, что данный вертолет не расценивался как полноценный научный инструмент, только как демонстратор технологии, где то читал, что разработчики считали бы его миссию выполненной ели бы ему удалось совершить хотя бы один полет длительностью до 90 секунд и при этом подняться на высоту 5 метров. Поэтому тратиться на его запредельную надежность никто не собирался. Ему не надо было работать на орбите многие годы, он включился только на марсе где хоть и нет магнитного поля, и не такая плоная атмосфера, но радиация сильно поменьше чем в открытом космосе. И даже при этом у него был отказ электроники, когда вышел из строя гироскоп.
И да, по официальной информации разбился он не от того, что механика поизносилась, лопасть была повреждена в ходе аварийной посадки из за сбоя в навигационной системе.
randomsimplenumber
04.09.2025 08:44А навигационная система была на чем?
saag
04.09.2025 08:44Полётная программа вертолёта опирается исключительно на показания датчиков инерциальной навигации[53] и визуальной одометрии[54]. Перед взлётом оба акселерометра Bosch проходят калибровку: трёхосевой инклинометр Murata сообщает текущий наклон днища фюзеляжа к идеальной поверхности, чтобы выстроить истинную вертикаль для всего полёта. В полёте крен и тангаж выводятся пересчётом данных по ускорениям от акселерометров; — «это разновидность счисления места при навигации, когда расстояние измеряется пройденными шагами»[52]. Низкая точность устройств инерциальной навигации на микроэлектромеханических схемах (MEMS) требует производить пересчёт для сброса накапливающихся ошибок[33][g].
Нюанс привязки к вертикали для такой корректировки состоит в том, что лидар может создавать независимую систему координат только на Земле, где Lidar Lite v3 монтируется на рамку дистанционного включаемого гироскопа[55], в то время как на Марсе он был жёстко вмонтирован в фюзеляж, как и инклинометры. Кроме того лидар неприменим над рельефом с обилием деталей, отражающих сканирующий луч в произвольных направлениях (гряды, валуны и др.)[56]. Автопилотирование предполагает, что бортовой компьютер преобразует замеры инерциальных датчиков в команды на изменение параметров лопастей, в том числе для физического удержания высоты. Демонстрационные полёты исходили из постулата «плоской ровной поверхности без наклона»[33], и таких алгоритмов для полётного ПО написано не было. Перепрошивка накануне 9-го рейса имела характер заплатки[57], и только к ноябрю 2022 года вертолёт получил полётную программу, позволяющую принимать корректировки по мере исполнения[58]. В этой же версии ПО было реализовано взаимодействие с цифровой моделью рельефа местности DTM (Digital Terrain Model, которую Геологическая служба США (USGS) разработала к экспедиции Марс-2020[59].
Wesha
04.09.2025 08:44Перепрошивка накануне 9-го рейса имела характер заплатки
Совсем недавно кто-то тут что-то втирал про многократное тестирование и сертифицирование...
UncleSam27
04.09.2025 08:44Там не было прям отдельной сисемы навигации, процессом навигации (да и всей миссией полета) рулил Qualcomm Snapdragon 801 под управлением операционной системы Linux.
Именно он получал картинку с черно-белой камеры разрешением 640 × 480 Omnivision OV7251, на основании которой вычислял скорость и направление полета.
(По сути похожий алгоритм исользуется в мышке, оптический сенсор которой определяет куда и насколько сместилась мышь).
На основании полетной миссии и данных навигации он выдавал команды на перемещение полетному контроллеру.Собсвтенно процессом полета, непосредствнно роторами, управлял полетный контроллер, блок из FPGA матрицы и двух радиационно стойких TI Hercules TMS570LC43x (содержит два ядра ARM Cortex-R5F и флэш-память с защитой ECC), один из которых один был основным второй резервным, FPGA матрица подавала на них одни и те же данные, в случае обнаружения ошибки на основном процессоре переключала цепи управления на другой.
К этой же плате подключались и другие датчики использующиеся в полете (Блок акселерометров/гироскопов Bosch BMI-160, Инклинометр Murata SCA100T-D02 и Лидар Garmin LIDAR Lite v3)Насколько я знаю именно для навигации эти датчики не использовались хотя и считывались процессором Snapdragon из блока FPGA.
По официальной версии вертолет залетел на песчаную дюну где навигационная камера не смогла найти обьекты за которые можно было "зацепиться" для позиционирования из за чего и произошла аария. Так ли это или сбойнуло что то из железа мы уже не узнаем.
Naves
04.09.2025 08:44>Как-то неудобно признаваться, что и копеечный смартфонный процессор сейчас имеет достаточную надёжность, чтобы пролететь год в космическом пространстве, и три года отработать на Марсе.
Одна компания тоже так думала, но из-за постоянной перезагрузки бортового компьютера зонд разбился.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Берешит_(космический_аппарат)
https://habr.com/ru/articles/448154/
Бортовой компьютер аппарата «Берешит» до посадки уже несколько раз перезапускался из-за влияния космической среды (радиация, температура).
Wesha
04.09.2025 08:44Бортовой компьютер аппарата «Берешит» до посадки уже несколько раз перезапускался из-за влияния космической среды (радиация, температура).
Так зумеры узнали, что в космосе всё не так, как в лаборатории.
Chillingwilli
04.09.2025 08:44Мне кажется правда посередине. И бюрократия с "состариванием" есть, и объективные требования к надежности никуда не делись. Ingenuity отличный пример, но это был экспериментальный аппарат. Никто бы не стал ставить Snapdragon в систему жизнеобеспечения МКС
Brenwen
04.09.2025 08:44На МКС у космонавтов вполне серийные ноутбуки, не какой-то космический спецтех. И нормально работают годами.
REPISOT
04.09.2025 08:44почему человечество использует в космосе технологии прошлого века
Потому что такова особенность нашего календаря. Новый век только начался. Вы бы еще в 2001-м спросили! 1999 - это же прошлый век.
Huchlers
04.09.2025 08:44Наглядно показывает, что без обновлений можно и нужно жить, а вся эта брехня про "такого-то числа ваша старая винда превратится в тыкву" это маркетинг. Ломают систему обновления, а не гипотетические вирусы и хакеры.
Nulliusinverba
04.09.2025 08:44То есть обновления безопасности и избавление от уязвимостей не нужны?
Wesha
04.09.2025 08:44То есть обновления безопасности и избавление от уязвимостей не нужны?
Если Ваш компьютер не подключен к Интернету и в него не засовывают левые накопители — то таки не нужны.
Nulliusinverba
04.09.2025 08:44А кто определяет левость накопителей и кто даёт стопроцентную гарантию их левизны? Может проверенный накопитель втайне подменил злоумышленник из круга близких лиц, которых я считал близкими и исходя из этого не рассматривал их как злоумышленников? Таких сценариев миллион.
Wesha
04.09.2025 08:44А кто определяет левость накопителей и кто даёт стопроцентную гарантию их левизны?
Давайте начнём с того, что определимся, кто подлетит к спутнику на орбите и засунет в него новое USB-устройство. Супермена не предлагать.
kivanchi
04.09.2025 08:44кто подлетит к спутнику на орбите и засунет в него новое USB-устройство
Пфф... Без всяких суперменов :)
Wesha
04.09.2025 08:44Вы б написали, что это кадры из комедийного сериала, а то ещё миллениалы сейчас начнут думать, что космические аппараты реально так летают.
hphphp
04.09.2025 08:44Вояджер, медленно улетая из гелиосферы лишь ухмылялся статье...)
vesowoma
04.09.2025 08:44Железяка, сделанная в золотой
векдесятилетние космонавтики. Железяки уже стали полупроводниковыми, на лампах долго не полетаешь, как и с МК, где тогда еще не могли бы обеспечить стойкость к радиации. Плюс тогда было "окно" по запуску с минимальными затратами топлива в сторону задворков Солнечной системы. Пионеры и Вояджеры оказались в нужное время и в нужный момент, хвала их инженерам!
fizikdaos
04.09.2025 08:44Выскажу альтернативное мнение. Причина, что в космосе летают на устаревших технологиях - крайняя бюрократизация отрасли, законы Паркинсона, прикрытие поп бумажками, размывание ответственности, старые гигантские госкомпании живущие на налогах, полная монополизация и ее защита сертификацией всего что можно.
Wesha
04.09.2025 08:44А как там дела у марсианского вертолёта?
randomsimplenumber
04.09.2025 08:44Сломался :(
Емнип у него полетный контроллер на чем то старинном, породистом и стойком к радиации . Проц от смартфона обслуживал камеру.
REPISOT
04.09.2025 08:44Лопасть у него сломалась от удара об
землюмарс. А камера продолжала работать.
Okeu
04.09.2025 08:44Проц от смартфона обслуживал камеру.
Насколько я помню, они планировали в целом его поднять в воздух, снять телеметрию, полетать туда-сюда и на этом закончить. Поэтому надежностью и запасом прочности никто не заморачивался, а продержался он сильно дольше запланированного) Ну и в целом мне кажется, что на таких сроках на те артефакты которые мог привнести проц от смартфона - можно было бы и забить, как на незначитальные. А вот если бы была цель там несколько лет выступать спутником ровера - вероятно не стали бы ставить такой камень, либо резервировали бы чем-то.
uh9lab
04.09.2025 08:44Особенность этих советских и российских систем в том, что они разработаны по более консервативным технологическим нормам с использованием менее плотных технологических процессов — например 0,18 мкм.
Менее плотный чем 250нм BAE 750RAD, с которым он сравнивается?
RetroStyle
04.09.2025 08:44Я давно слышу нарратив про необходимость использовать для космоса только специальные чипы с радиационной защищенностью, а иначе в космосе ничего работать не будет. И до последнего времени я этому честно верил. Пока не посмотрел на Дискавери (кажется) документалку о том, как делали марисанский вертолет. Там из-за ограничений бюджета использовали обычную электронику от мобильных телефонов с копеечной стоимостью по сравнению со специализированной и применяли дублирование. Результат превзошел все ожидания: вертолет на бытовой электронике прекрасно себя показал на Марсе.
REPISOT
04.09.2025 08:44Это потому что его условно говоря "не жалко". У него план был что-то вроде 3 полетов. А потом хоть трава не расти. То, что он проработал дольше - ошибка выжившего.
А вон Юнона не пережила радиацию без последствий. А вы готовы отправить в космос аппарат за миллиарды, и надеяться - долетит/ не долетит. Или фото будут с артефактами. Или двигатель на торможение не включится...
RetroStyle
04.09.2025 08:44По вашей ссылке пишут что "У «Юноны» есть титановый контейнер, в котором хранится самая ценная электроника" и проблема была с тем, что для данного компонента в контейнере не хватило места. Т.е. это внешний контейнер, а не специальный чип.
Ну, и, подход к работе с рисками типа "А вы готовы отправить в космос аппарат за миллиарды", как бы не совсем уместен. С таким подходом лучше вообще никуда аппарат не отправлять - законсервируйте в лабе - так гораздо безопаснее и сохраннее :-).
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44А вон Юнона не пережила радиацию без последствий.
Там написано, что камера, рассчитанная на 8 витков, проработала полсотни, прежде чем стала давать артефакты из-за сбоя в блоке питания, который удалось устранить, увеличив подогрев блока питания :)
UFO_01
04.09.2025 08:44Хотя на Марсе радиация выше, она в допустимых для электроники пределах. Но вот на Земле есть такая неприятная штука как радиационные пояса, которые даже на низкой околоземной орбите вносят помехи в работу электроники. К слову, на Марсе таких поясов нет.
RetroStyle
04.09.2025 08:44Ну так речь не обо всем космосе, понятно. Но вот конкретно утверждение о необходимости использовать на марсоходах древние супе-пупер-защищенные и очень дорогие чипы этот эксперимент сильно пошатнул.
randomsimplenumber
04.09.2025 08:44Цена древнего чипа - мизер по сравнению с ценой провала миссии.
RetroStyle
04.09.2025 08:44Так было давно, во времена холодной войны, когда космос был политикой, и некоторое время по инерции после развала союза. Сей��ас считают каждую копейку. Потому что это рынок и конкуренция. И если ваш конкурент запросит на пару сотен тысяч меньше, то он и выиграет контракт. Собственно, сейчас на Марс готовят второй вертолет и, насколько я понял, будут придерживаться того же подхода относительно электроники.
Wesha
04.09.2025 08:44сейчас на Марс готовят второй вертолет и, насколько я понял, будут придерживаться того же подхода относительно электроники.
Так на Марсе начала возникать свалка копроэлектроники.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44Цена древнего чипа - мизер по сравнению с ценой провала миссии.
Цена древнего чипа может быть и невелика сама по себе, а цена проектирования устройства на древнем чипе может измеряться в миллионах долларов и в человеко-годах работ. И вот что лучше, взять один древний или пять современных и задублировать, а сэкономленные деньги и трудозатраты направить на разработку более совершенных миссий?
UncleSam27
04.09.2025 08:44Во первых, он не предназначался для работы в открытом космосе, включился только на Марсе,где радиация в 3-4 раза меньше в обычных условиях, в открытом космосе: около 1,8–2,0 миллизивер в час (или выше, в зависимости от солнечной активности), в то время как на поверхности Марса: примерно 0,6–0,7 mSv/h (данные с марсохода Curiosity и миссии RAD). В момент солнечных вспышек радиация в космосе может быть сильно выше.
Во вторых он рассматривался только как демонстратор технологий, не как научный прибор, и его задача была совершить 5 демонстрационных полетов и отработать 30 солов. Поэтому с надежностью никто так сильно не заморачивался. Это все же не электроника спутников которые должны десятилетия без сбоев работать в условиях открытого космоса.RetroStyle
04.09.2025 08:44Космос - это не только спутники. Это, например, марсоходы.
Ну и спутники, конечно, работают на околоземной орбите и защищены магнитным полем Земли. Дураков подставлять аппараты под жесткое излучение нет - хоть с защищенной электроникой, что с обычной.
n0wheremany
04.09.2025 08:44Я прям вижу как Мэтт сел переписывать
HEX-код посадочного модуля, чтобы заставить его работать. Открыл файл, а там комментарий:#Этот код написан на Python. P.S. Если вы это читаете, чтобы починить что-то на Марсе, у вас большие проблемы.Wesha
04.09.2025 08:44#Этот код написан на Python.А ведь предки говорили: рождённый ползать — летать не может!
Arxitektor
04.09.2025 08:44Ранее надежность приходилось обеспечивать из-за как высокой стоимости вывода 1 Кг на орбиту, частоты пусков чтобы уложиться в окно так и из-за цены и серийности аппарата. Он буквально Один и копия на земле.
Но сейчас то зачем поступать ? Особенно если летаем внутри радиационных поясов ?
Тот же Falcon 9 будь запрос может летать хоть каждый день. Уже 500 посадок первой ступени. Starlink производят тысячами.... И не думаю что там прямо Space железо... Ну и итераций там было как минимум 3.. Можно же обеспечить надежность за счет избыточности. Послать не 1 аппарат а 5 или 10... Пусть и чуть проще и с меньшим сроком службы. А потом еще 10 и еще 10 через теже 5 лет.
Natsuru
04.09.2025 08:44Землю уже загадили, пора и космосу честь знать?) На орбите такое количество спутников, что при каждом запуске обсуждают не программу, а как каскад Кесслера избежать, а вы предлагаете запускать туда ещё больше малонадёжного хлама?
ManulVRN
04.09.2025 08:44Читал, что бортовой компьютер F-22 построен на основе 486 процессора (на момент начала разработки, кстати, это была новинка индустрии).
Gsec
04.09.2025 08:44Встречал информацию, что в атомной энергетике тоже предпочитают 486 во многих системах, так как меньше риск сбоя при пролёте ионизирующей частицы, ввиду толстого техпроцесса.
За достоверность не ручаюсь, просто читал такое и не раз.
vesowoma
04.09.2025 08:44Маловероятно. В "горячих" зонах ставят датчики, а сами приборы с электроникой уже в безопасной зоне. 486 там могут быть по той же причине, что и дисководы для дискет в самолетах - сертифицировано давным-давно один раз, за дорого, работает - не трогай.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44486 там могут быть по той же причине, что и дисководы для дискет в самолетах - сертифицировано давным-давно один раз, за дорого, работает - не трогай. .
Знаете, почему дисководы для дискет в самолётах? Просто так. Потому что компании-разработчики не хотели тратить деньги на усовершенствование того, за что им, в общем-то не платят.
Системы в самолётах имеют разную классификацию по важности и влиянию на безопасность, и в зависимости от класса, различные требования к сертификации. Вот, система для загрузки полётных заданий имеет достаточно низкий класс, который не требует сертификации, требует одобрения компанией-разработчиком самолёта. Т.е. авиакомпании и ремонтные предприятия менять дисководы самостоятельно не имеют права, но вот Боинг и Эйрбас - без проблем и без дополнительных расходов.
saag
04.09.2025 08:44там же дискета страшно ненадежная штука...
randomsimplenumber
04.09.2025 08:44От производителя зависит.. к 2000 году дискеты скатились в УГ. В начале 90х были нормальные.
arheops
04.09.2025 08:44Дешевые - да.
Дорогие у меня никогда не ломалися. Просто их купить в наших землях было тяжело.
Terimoun
04.09.2025 08:44Вся эта история с сертификацией и старым железом - это как если бы вы строили мост. Вы бы предпочли использовать новый, экспериментальный супер-сплав, который "в теории прочнее", или старую добрую проверенную сталь, по которой уже сто лет ездят поезда? Ответ очевиден
konst90
04.09.2025 08:44А почему именно мост, а не самолёт или ракету? В авиации и космонавтике вовсю используются современные, в том числе экспериментальные сплавы, потому что они позволяют обеспечить большую прочность, повысить рабочие температуры, снизить массу и так далее. Никто не строит самолёты с ограничением "Только сплавы, которым сто лет".
Calculater
04.09.2025 08:44Кстати, на "Аполлонах" тоже не старые добрые релейные вычислители из 1930-х использовались, на борту были вполне современные на тот момент микросхемы.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44Вы бы предпочли использовать новый, экспериментальный супер-сплав, который "в теории прочнее"
Это нелепый пример, если честно. Естественно, если у меня будет экспериментальный супер-сплав, я буду знать его прочность не в "теории", а "на практике", достоверно измеренную в лаборатории, и смогу спроектировать мост точно так же, как и из стали. И если этот сплав позволит обойти какие-то важные ограничения, например, сделать высоту пролёта больше, чтобы проходили более крупные суда под мостом, или банально удешевить строительство при той же прочности, я конечно же его возьму.
randomsimplenumber
04.09.2025 08:44А потом окажется, что через 30 лет микротрещины и мост уже не мост. Не исследовали его достаточно долго.
PerroSalchicha
04.09.2025 08:44Лаборатория и данные по старению/износу точно так же рассчитает. С другой стороны, сталь и бетон вполне себе подкидывают подобные сюрпризы в зависимости от условий эксплуатации.
vesowoma
04.09.2025 08:44Вот когда-то давным давно так строители деревянных мостов отвечали проектантам с мостами из стали, а строители деревянных кораблей - изобретателям стальных суден )
randomsimplenumber
04.09.2025 08:44Только если каравеллу построить из железа- получится фигня. Другие материалы - другая технология.
Gsec
04.09.2025 08:44ИМХО конечно, но активное использование самых современных технологий начнётся тогда, когда вырастут масштабы малой космонавтики. Т.е. большое количество недорогих компактных массовых аппаратов. На которых будут обкатываться новые технологии, и после пойдут в более серьёзные проекты.
vesowoma
Непонятно, зачем в русскоязычной статье названия оборудования, произведенного в СССР, пишется латиницей?
anti4ek
Как нейросетка написала, так и пишут.
Terimoun
Скорее всего для унификации. Так проще искать информацию в англоязычных источниках, где все названия транслитерированы. "Аргон-11с" гуглится хуже, чем "Argon-11S"
Wesha
Нормально он гуглится. Может, это у Вас сервера деградировали?