ТЕХНОЛОГИИ
Космические системы остаются последним бастионом ручной, штучной работы. Количество изделий невелико. Интервалы между завершением одного производственного цикла и началом следующего большие. Вибрация во время запуска и тяжелые условия пребывания на орбите предъявляют жесткие требования к оборудованию. Эти факторы затрудняют использование преимуществ экономики, ориентированной на массовое производство, и не позволяют добиться ускорения работ за счет прежних инженерных решений.
Однако стандарты Интернета бросают вызов прошлому опыту. Они представляют мощный инструмент для создателей космических аппаратов. Технологии могут развиваться различными темпами и совершать не совпадающие по времени качественные скачки. Производители, изготавливающие ту или иную подсистему, могут меняться в зависимости от этапа, на котором находится осуществление программы. Но стандартные протоколы и типовые решения способны смягчить эти нарушения непрерывности процесса.
Я говорил с Уильямом Иванчиком, старшим инженером-исследователем из принадлежащего NASA Исследовательского центра им. Гленна в Кливленде, о проекте CLEO (Cisco router in Low Earth Orbit - маршрутизатор Cisco на низкой околоземной орбите). Такой маршрутизатор состоит из одной маленькой платы. Для использования в NASA потребовалась на удивление незначительная его модификация. "Все, что они сделали, это удалили жидкостные конденсаторы и установили сухие, использовали припой на основе свинца, заменили пластиковые коннекторы жесткими проводными соединениями и укрепили на маршрутизаторе радиатор для отвода тепла", - объяснил Иванчик.
Если бы система подверглась более радикальным изменениям для использования в космосе, добавил он, то ее умеренное энергопотребление (10 Вт) было бы снижено еще больше, поскольку драйверы линий, сконструированные для использования в нормальных земных условиях, являются избыточными для космического корабля. Воспользовавшись стандартной платформой, Иванчик, по его словам, добился существенного ускорения работ и в основных чертах спроектировал всю комбинацию из космических и наземных систем менее чем за полтора года. Он уверен, что ему не удалось бы соблюсти этот график, если бы не ускорение, достигнутое благодаря принятию в качестве основы протокола IP. Главными преимуществами, говорит он, стали интероперабельность IP, понимание людьми принципов его работы и наличие инструментов.
Неожиданным преимуществом, как считает Иванчик, стала полная поддержка ОС общего назначения Cisco IOS. Это обеспечило значительную гибкость решения. И он усомнился в правильности общепринятого мнения, будто упрощенные, предназначенные для выполнения определенной функции системы для космоса подходят лучше, чем системы общего назначения, требующие больше ресурсов и больше модулей, что может породить непредвиденные проблемы. "Люди всегда говорят: "Тебе нужна облегченная IOS; ты сделаешь ее более надежной, если выбросишь некоторые элементы". Но имеется и большой опыт работы с полноценными системами, - сказал он. - В них наличествуют все те инструменты, без которых вам не обойтись. Вы не сможете делать то же самое с нестандартной системой".
Иванчик подчеркнул, что ему особенно нравится степень автономности, которую ему удалось придать космическим системам в то время, когда маршрутизатор перенаправлял потоки данных в зависимости от ситуации: "Вы можете использовать маршрутизатор для связывания устройств на борту, даже когда вы не подключены к сети, и у вас есть возможность задать правила, основанные на хронологии событий".
Использование одних и тех же систем в космосе и на Земле имеет и другие преимущества. Недавно мы видели, сколь уязвима может быть наземная инфраструктура перед лицом природных катастроф. Рик Сенфорд, директор группы Cisco Global Space Initiatives, надеется, что проникновение стандартных протоколов и систем в космос снизит барьеры между тем, что находится "наверху" и "внизу". "Главное - научить людей по-иному думать о космических делах", - уверен Сенфорд. Он добавил, что нам, безусловно, необходимо нечто получше того, что случилось после урагана "Катрина": "Я наблюдал такую картину. Двое полицейских. Один из них держит лестницу, а другой пытается поймать сигнал с помощью сотового телефона". Вместо этого, считает он, - и я с ним согласен - необходимо "сделать космические аппараты составной частью опорной сети".
Инженерные задачи, возникающие при интеграции наземных и космических систем, являются нетривиальными. При быстром перемещении спутников по низкой околоземной орбите появляются проблемы доплеровского смещения и постоянной передачи маршрутов прохождения сигналов от одного спутника к другому.
Но я предпочел бы решать эти проблемы, чем прокладывать оптоволоконный кабель до Антарктики или защищать антенную мачту сотовой связи от торнадо. Космос открывает множество возможностей для усовершенствования сети.
С редактором по вопросам технологии Питером Коффи можно связаться по адресу: peter_coffee@ziffdavis.com.
