În zilele noastre, navele spațiale sunt absolut necesare pentru viața noastră. De la GPS, la meteo, le folosim în foarte multe feluri. Deoarece aceste nave au roluri complexe, pe care trebuie să le facă în mod automat, ele sunt controlate de un computer. Acest computer însă trebuie să fie fiabil și rezistent la interperiile din spațiu.
Doar primele nave spațiale nu erau echipate cu un microcip, însă ele nici nu aveau aparatură prea sofisticată și nu puteau face manevre pe orbită.
Primele nave americane (despre ruși voi scrie mai jos) echipate cu un computer de bord au fost cele din programul Apollo, destinate să transporte oameni pe Lună. Despre sistemul folosit pe navele Apollo am scris în articolul trecut, așa că aici voi scrie doar câteva date de bază: viteza de calcul: 2,048 MHz, având o memorie nevolatilă de 73,73 KB, pe care rulau cele 39 de programe necesare misiunii.
În acest timp, navele spațiale Gemini, care orbitau în jurul Terrei, foloseau un calculator de 7,143 KHz cu o memorie de 19,5 KB, deoarece aici nu era nevoie de programele folosite pentru a ajunge la Lună, aselenizare și lansare.
Navele Pioneer 10 și Pioneer 11, deoarece au fost proiectate să funcționeze zeci de ani, au la bord doar un computer foarte simplu, care poate memora cinci instrucțiuni trimise de pe Terra.
Laboratorul spațial Skylab a folosit sistemul IBM System/4Pi, folosit și la avioanele F-15 Eagle, E-3 AWACS, precum și pentru Space Shuttle. Acesta avea viteza de procesare de 480.000 instrucțiuni pe secundă.
Navele Viking 1 și 2 au folosit calculatoare Honeywell HDC 402, ce aveau o viteză de 2,304 MHz. Acesta era capabil să proceseze 47 de instrucțiuni.
Voyager 1 și 2 sunt echipate cu câte trei calculatoare, fabricate de General Electric, care aveau o viteză de procesare de 25.000 instrucțiuni pe secundă. Primul calculator controlează camerele foto, al doilea celelalte subsisteme, iar al treilea orientează antena spre Pământ.
Un fapt interesant e că în decembrie 2017 a trebuit efectuată o manevră de corigare la Voyager 1, pornind motoarele auxiliare, care nu au funcționat din anul 1980. Singura problemă era că nava folosește un limbaj de programare vechi, care nu era cunoscut de cei de la NASA, ei trebuind să ceară ajutorul unui inginer pensionar, care a lucrat la acest proiect.
Nava Galileo, precum și Hubble și Magelan, folosesc microcipul RCA 1802, care se fabrică și în zilele noastre, fiind un procesor cu o fiabilitate ridicată.
Mars Global Surveyor, Cassini și Rosetta folosesc procesorul MIL-STD-1750A (MIL-STD, adică Military Standard). Acesta este folosit și la avioanele F-16 Fighting Falcon și F-18 Hornet.
Stația Spațială Internațională folosește 100 de laptopuri Lenovo ThinkPad și HP ZBook 15, pe care rulează Windows 10 (înainte de Mai 2003, se folosea Linux Debian). Aceste laptopuri au fost modificate la sistemul de răcire și cel de alimentare, ca să fie compatibile cu sistemul electric de 28V folosit. Stația are și Wi-Fi cu viteză de 10Mb/secundă, comparabilă cu cea folosită acasă.
Roverele Spirit și Opportunity folosesc calculatoare cu procesoare RAD6000, de 20 MHz cu DRAM de 128 MB, EEPROM de 3 MB și o memorie flash de 256 MB.
În comparație, roverul Curiosity, lansat cu șapte ani după cele două, are un computer cu 256 kB EEPROM, 256 MB DRAM și o memorie flash de 2 GB, iar procesorul are viteza de 110-200 MHz. Același microcip este utilizat și pe navele Kepler, Deep Impact, Mars Reconnaissance Orbiter, Juno și InSight.
Cel mai interesant procesor în spațiu însă rămâne cel folosit pe nava New Horizons. Acesta se numește MIPS R3000 și lucrează la o frecvență de 12 MHz. Varianta civilă a acestui procesor lucrează în consolele PlayStation și PlayStation 2, însă cu o viteză mai mare, de 37,5 MHz.
Date tehnice despre programul spațial sovietic sunt destul de greu de găsit însă. Iată rezultatele.
Pentru zborul lui Jurij Gagarin, calculele orbitelor au fost efectuate de sistemul Strela, ce avea 6200 de tuburi electronice și 60.000 de diode semiconductoare. Calculele au fost făcute la sol.
Prima navă sovietică cu computer de bord a fost Soyuz 7K-L1. Calculatorul era numit ARGOS-11S.
Agenția Spațială Europeană folosește procesoare din familia LEON:
– LEON2, de 32 biți
– LEON3, cu o viteză de 125-400 MHz
– LEON4, cu o viteză de 150-1500 MHz
După cum ați observat mai sus, la navele spațiale fiabilitatea este mult mai importantă decât viteza de calcul, deoarece în spațiu ele nu pot fi schimbate în cazul în care apar probleme, iar o eroare poate strica o misiune de sute de milioane de dolari.
Interesant este că nici măcar modernele avioane de vânătoare nu folosesc procesoare rapide (comparativ cu calculatoarele civile).
Andrei Marcu