Джефф Безос официально объявил о планах Blue Origin построить собственную коммерческую космическую станцию под названием «Орбитальный риф» или Orbital Reef.

«Орбитальный риф» должен начать работу во второй половине этого десятилетия и станет домом для исследователей, промышленных и коммерческих клиентов и международных посетителей. Проект Orbital Reef осуществляется в партнерстве с компанией Sierra Space. Sierra Space работала над многими проектами, включая Dream Chaser — космический корабль, предназначенный для доставки грузов и, возможно, людей на Международную космическую станцию. Первый грузовой полет Dream Chaser запланирован на 2022 год.

Ожидается, что на Orbital Reef будут проживать до 10 человек в отдельных жилых помещениях, а также там будут проводиться научные исследования. Blue Origin описывает Orbital Reef как «многофункциональный бизнес-парк», в котором будут представлены различные емкости для разнообразных удобств и коммунальных услуг. Благодаря архитектуре открытой системы, Orbital Reef сможет позволить представителям СМИ и туристических компаний, инвесторам и другим космическим агентствам комфортно посещать пространство. В общем, это своего рода коворкинг в космосе, а заодно платформа для нетворкинга.

В заявлении Blue Origin говорится: «Станция откроет следующую главу в исследовании и освоении космоса человеком, способствуя росту динамичной экосистемы и бизнес-модели будущего».

В понедельник компания Джеффа Безоса Blue Origin объявила, что актер из оригинального Star Trek Уильям Шатнер отправится в космос во время следующего полета Blue Origin. Актер отправится в полет вместе с Одри Пауэрс, вице-президентом компании по миссиям и полетным операциям, Крисом Бошуизеном и Гленом де Фризом.

«Я давно слышал о космосе», — сказал Шатнер в пресс-релизе. «Я пользуюсь возможностью увидеть его своими глазами. Какое чудо!»

Шатнер — не новичок в космос, ведь он пилотировал USS Enterprise (NCC-1701) в качестве капитана Кирка в сериале Star Trek или «Звездный путь». Актер впервые сыграл эту роль в телесериале 1960-х годов, а затем снялся в семи фильмах «Звездный путь». Безос, который является поклонником этой франшизы, появился в качестве камео в популярном фантастическом фильме 2016 года «Стартрек: Бесконечность».

Уильям ШатнерЮ которому сейчас 90 лет, станет самым пожилым человеком, совершившим полет в космос. В настоящее время этот рекорд принадлежит пионеру авиации Уолли Фанк, которой было 82 года, когда она совершил первый полет в космос на корабле Blue Origin New Shepard в июле.

Старт New Shepard NS-18 запланирован с космодрома Blue Origin в Западном Техасе 12 октября в 6:30 утра по тихоокеанскому времени. Полет продлится около 10 минут, высота полета составит не более 66 миль (более 106 км), после чего корабль спустится на Землю на парашюте недалеко от стартового центра.

В современном мире сложно кого-то удивить военной формой, но Космическим Войскам США или US Space Force (USSF) это удалось…

Их выделили в отдельный род войск в составе ВВС США в 2019 году. По этому случают даже появился сериал со Стивом Кареллом…

Сейчас Космические Силы США (можно еще и так) насчитывают 4 840 сотрудников и 77 действующих космических аппаратов.

Еще один нюанс: военнослужащие Космических сил известны как «Хранители» или «Гардианы» (привет, Destiny), и недавно была представлена их новая форма.

Новая военная форма состоит из сине-серых брюк и темно-синего пальто с шестью серебряными пуговицами, расположенными по диагонали.

Первоначальная реакция общественности была предсказуемой: новую униформу тут же сравнили с униформой из фантастического сериала Battlestar Galactica.

В дополнение к научно-фантастическим сравнениям, эмблема дельта и эмблемы званий Космических сил также имеют сходство с эмблемами Звездного пути.

NASA запланировала роботизированную миссию на Луне на 2023 год. В частности они готовят луноход VIPER или Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, который отправится в кратер Нобиле — на обратной стороне Луны. В его задачу будет входить обнаружение ресурсов и составление карты мест, где есть вода, а также в какой форме она присутствует, и исследовать откуда она взялась.

VIPER стал часть программы NASA Artemis, главной целью которой является высадка астронавтов на обратной стороне Луны в 2024 году. Доставка всех грузов и людей в рамках программы Artemis планируется на ракетах SpaceX Falcon Heavy. Правда по поводу последнего очень протестует Blue Origin Джеффа Безоса.

В качестве места посадки уже выбран горный район к западу от кратера Нобиле. Этот район находится на южном полюсе Луны наряду с другими относительно доступными кратерами и является одним из самых холодных мест в нашей Солнечной системе с участками пространства, которые постоянно находятся в тени. Годы ушли на то, чтобы точно определить место посадки и траекторию движения VIPER, и ученые надеются, что это путешествие даст новые данные для освоения космоса человеком.

Томас Зурбухен из NASA уверен, что данные, которые передаст VIPER помогут нам понять космическое происхождение, эволюцию и историю Луны, а также помогут получить информацию необходимую для будущих миссий Artemis.

Запланированная траектория VIPER позволит луноходу посетить шесть объектов, представляющих научный интерес, собрать образцы по меньшей мере из трех мест бурения и пересечь более 93 квадратных километров в ходе своего 100-дневного путешествия.

Илон Маск написал в своем Twitter-аккаунте, что спутниковый широкополосный сервис Starlink скоро выйдет из стадии тестировани. При этом речь идет об октябре 2021 года.

Согласно твиту Starlink выйдет из бета-тестирования «в следующем месяце», что означает, что пользователи смогут попробовать услугу совсем скоро в большом количестве стран по всему миру. На данный момент сервис частично доступен в некоторых странах Европы, а также частично в Австралии, Чили и Новой Зеландии. Максимальное покрытие сейчас на родном американском и канадском рынках.

https://twitter.com/elonmusk/status/1438747500010168322

Недавно компания зарегистрировала филиалы на Филиппинах и в Южной Африке, а в скором времени офисы появятся еще и в Мексике с Японией. На данный момент установлено более 10 000 терминалов Starlink.

В апреле этого года на Марс высадился ровер Perseverance. Он стоил NASA 2,2 миллиарда долларов и на сегодняшний день это самый современный и продвинутый робот за пределами Земли. Однако, для многих может стать реальным сюрпризом, что работает такая дорогая и продвинутая штука на процессоре с частотой всего 200 МГц. И фактически это модифицированная версия PowerPC 750, который стоял в разноцветных iMac G3 — не последних тоненьких, а тех, что еще из конца 90-х годов с электронно-лучевой трубкой. Многие из вас может еще не родились, когда их выпустили. Также на бортовом компьютере марсохода всего 256 МБ оперативной памяти и всего 2 ГБ флеш-памяти.

Подобным же образом обстоят дела и с другими космическими миссиями. Совершенно обычная ситуация, когда в часах у вас на руке железо стоит более продвинутое и мощное, чем в научных инструментах в миллионах километров от Земли за миллиарды долларов. Даже если это часы на Android Wear…

Так что сегодня будем разбираться в том, какие процессоры и прочие железки устанавливают в космических аппаратах, почему там не используют самые современные AMD Ryzen, Intel Xeon и Apple Silicon, и что бывает, если к подбору компонентов относиться без должного уважения.

Это наш совместный сюжет с автором подкаста “Теория Большой Бороды” и канала “Давайте Разбираться” — Антоном Поздняковым.

Время разработки

Действительно, космические технологии, которые вроде как должны быть на пике всего, что существует в мире. Зачастую они могут использовать процессоры, которые в консьюмерском мире могут считаться устаревшими на пару десятков лет. Но, естественно, это делается не просто так и на то есть серьезные причины.

Во-первых, в космических делах довольно много зависит от планирования. Космическая индустрия крайне инертная и неторопливая. От проекта до запуска может легко пройти несколько десятков лет. То есть какой-нибудь зонд, который будет запущен в этом десятилетии мог начать разрабатываться, когда условного iPhone еще даже в проекте не было. А некоторые миссии могут потом еще и лететь до своей цели довольно долго.

Например, зонд Новые Горизонты, который прислал нам замечательные фотографии Плутона, был запущен в 2006 году, а долетел аж через девять лет, в 2015 году. В его бортовом компьютере, кстати, был установлен процессор на невероятных 12 МГц, который являлся модифицированной версией 32-битного R300, версия которого стояла еще в самой самой первой PlayStation.

Тот же марсоход Perseverance, который мы приводили в пример, тоже начали разрабатывать очень давно. Вообще у него очень много общего с Curiosity полетевшего к Марсу еще в 2012, а работа над его хардверной и софтверной частью вообще завершилась в далеком 2008 году. И, получается, что начиналось то планирование этих миссий не так уж далеко от момента, как были представлены те самые iMac G3 на PowerPC 750.

Отчасти именно поэтому в космических миссиях летает такое старое железо, ведь оно должно закладываться на ранних стадиях планирования. Вокруг бортовых компьютеров наращиваются дополнительные системы, научные приборы, пишется специфический софт, прорабатываются средства связи с Землей и так далее. А перед запуском нельзя просто взять и поменять процессор на другой побыстрее. Тут слишком много рисков. Вот и получается, что зачастую летит та железка, которую запланировали в ходе проекта за несколько десятков лет до непосредственной работы.

Температурный режим

Но долгое планирование далеко не единственная причина не самого мощного железа. Не стоит забывать, что космос это очень суровое место, где все должно выживать в очень жестких условиях.

Например, космический компьютер должен выдерживать очень большие перепады температуры. Многие наверняка слышали, что в космосе всегда абсолютный ноль, но это не совсем так. Температура это ведь мера среднего движения частиц. А так как частиц в космосе очень мало, то и определение температуры как бы теряет смысл.

Вообще, как в открытом космосе, так и, например, на Луне, проблема перегрева стоит гораздо острее, чем проблема переохлаждения. Инструменты сами греются, а еще на них может светить Солнце.

Но основная причина в том, что там нет воздуха — почему это важно — сейчас объясним! В привычных нам условиях остывание происходит за счет конвекции. Тепло передается воздуху, он нагревается, улетает, на его место приходит холодный и так далее. В космосе такой роскоши нет.

Единственный способ там остывать — с помощью инфракрасного излучения, что не так и эффективно. Например, если внимательно посмотреть на МКС, то можно увидеть вовсе не солнечные батареи, а как раз радиаторы для отвода тепла. Без них станция просто перегреется, несмотря на то, что вокруг нее вроде как почти космос с абсолютным нулем.

И даже на Марсе, где есть разреженная атмосфера, тоже очень жесткие перепады температуры от ночи ко дню — с суточным разбросом больше сотни градусов Цельсия.

Поэтому, собственно, и чипы, которые устанавливаются в космические аппараты, да и всё остальное оборудование, должны выдерживать как очень низкие, так и очень высокие температуры.

Для процессора на Perseverance это окно составляет от -55 до 125 градусов Цельсия.

Коммерческие процессоры довольно быстро загнулись бы в таких условиях. Так что тут во главе угла надежность, ведь никто не хотел бы потерять миссию, над которой работали 15 лет и вложили в нее 2 миллиарда, просто потому что отказал недостаточно надежный процессор.

Радиация и техпроцесс

Все так, но температурный режим — далеко не самая большая опасность, которую космос несет для чипов. Куда неприятнее радиация, которой в космосе довольно много. Она прилетает как от галактического фона, так и от Солнца. Это высокоэнергетические космические лучи, которые прошивают все на своем пути, и не только разбивают живые клетки и ломают молекулы ДНК, но и приборы тоже совершенно не щадят.

На Земле от нее нас защищает магнитное поле и атмосфера. Собственно, поэтому, например, на МКС, которая летает на высоте около 400 километров, люди могут довольно спокойно оставаться порядка года, а также там используют вполне себе современные железки вроде ноутбуков, фотоаппаратов и так далее.

Но за пределами магнитного поля всё сложнее. Космические лучи, пролетая через чип, могут вызывать кучу неприятностей, которые могут быть как обратимы, так и необратимы.

Они могут менять состояние ячеек памяти или регистра, внося неразбериху в данные, а также навсегда выводить их из строя, что может сказаться на работоспособности всего чипа, а следовательно и представлять угрозу для вообще всей миссии.

Ионизирующая радиация может создавать электромагнитный шум или внезапные электрические импульсы, что может защелкивать транзисторы в неправильном положении или даже повреждать дорожки проводников.

Поэтому, кстати, процессоры сделанные по очень маленькому техпроцессу могут не подходить для космоса в принципе, ведь при достаточно близком расположении, их гораздо легче замкнуть между собой пролетающим космическим лучом.

Вообще для использования в космосе процессоры проходят очень серьезную подготовку для противостояния радиации. Например, на подложку вводят специальный слой из оксида кремния или сапфира для изоляции. Используют специальные транзисторы с более высоким током переключения. Вместо DRAM на конденсаторах используют более защищенную, но и более дорогую SRAM. Сами камни процессоров делаются более большими и покрываются специальной изоляцией на основе бора.

Кроме физических защит также используют и разные программные трюки вроде системы коррекции ошибок, независимых дублирующих элементов, хранения одних и тех же битов в нескольких физических копиях и так далее.

Тот самый чип RAD750 на компьютерах марсоходов Perseverance и Curiosity — а на каждом ровере их, к слову, по две штуки дублирующих друг друга — хоть и сделан на основании PowerPC 750, но фактически он полностью переизобретен в плане защиты. Кроме температурных режимов он может выдержать 1 миллион Рад, что на 6 порядков больше типичных консьюмерских процессоров.

Кристал защищенной версии почти вдвое больше, чем у оригинального камня, а в производстве использовались техпроцессы в 150 и 250 нанометров. И вся эта процедура совсем недешевая. Один такой процессор от BAE Systems стоил почти четверть миллиона долларов — такие процессоры стоили безумных денег еще пока это не стало мейнстримом с текущим дефицитом полупроводников.

Но такая стоимость тоже не берется с потолка и если пренебречь безопасностью, то все может пойти очень сильно не так в прямом смысле этого слова. И такие примеры тоже были.

Фобос-Грунт

Вот, например, в 2011 году Роскосмос запустил миссию Фобос-Грунт, которая, как нетрудно догадаться, должна была тоже лететь в сторону Марса и предметно исследовать один из его двух спутников. Однако, до своей цели станция так и не долетела, не покинув даже орбиту Земли.

Так что вместо Фобоса, Фобос-Грунт полетел, так сказать, исследовать наш земной океан, где он был затоплен и остается там до сих пор.

Причиной отказа аппарата признали SRAM чип с вот таким не слишком запоминающимся названием — WS512K32V20G24M. Его как раз и пробил космический луч, после чего процессор ушел в безопасный режим и вся миссия закончилась толком не начавшись. А все дело в том, что этот чип был сделан и протестирован не для космоса, а для самолетов. Пусть военных, но все же самолетов.

По информации военной газеты «Красная Звезда» в сборке Фобос-Грунта было использовано 95 тысяч различных чипов, и аж 62% из них не были должным образом сертифицированы для использования в космосе. На самом деле довольно мутная история, но официальная версия именно такая.

Так что погоня за большей производительностью и более дешевыми чипами, как видите, может привести вообще к нулевому результату и потери всей миссии.

Curiosity

Но даже если у тебя все сделано по жестким стандартам, проблемы все равно могут быть. Так, например, ровер Curiosity, младший брат Perseverance тоже их не избежал.

Дело в том, что материнские платы компьютеров Curiosity защищены по менее жесткому стандарту, чем сам процессор, что и становилось причиной неполадок. Хорошо, что на каждом марсоходе установлено по два компьютера — А и Б.

Дублирующий нужен на случай, если что-то пойдет не так. И, собственно, на 200-е марсианские сутки миссии компьютер А ушел в бутлуп из-за поврежденного сектора памяти. После этого команда управляющая Curiosity перевала ровер на дублирующий компьютер Б.

Однако в октябре 2018 года похожие проблемы настигли и второй компьютер, после чего команде пришлось возвращаться обратно на вариант А, где были изолированы поврежденные участки памяти, то есть и производительность была немного снижена.

А в 2019 году ровер снова переключился на дублирующий компьютер после очередного сбоя в работе. Так что, к сожалению, причиной будущего окончания миссии может оказаться вовсе не отказ колес или истощение источника электричества, которым там выступает плутониевый РИТЭГ, а именно сбой в управляющих компьютерах.

Ingenuity

Но с защитой процессоров бывают и исключения из правил и одно из них произошло как раз в миссии марсохода Perseverance.

Дело в том, что в этот раз ровер полетел не один, а с небольшим пассажиром — вертолетиком Ingenuity. Это такой proof-of-concept, главной задачей которого было показать возможность полетов в условиях крайне разреженной атмосферы Марса, что он уже с успехом сделал.

Давление на Марсе очень низкое, а поэтому крутить своими двумя пропеллерами ему нужно очень быстро — 24000 оборотов в минуту, при этом всему аппарату нужно быть очень легким — на всё про всё всего 1,8 килограм. И хотя 38% земной гравитации немного упрощают задачу, это все равно был серьезный технологический вызов для разработчиков.

Но так как вертолетик в состав миссии марсохода добавили относительно поздно, а его работа не была критичной для остальных научных задач, то делали его по космическим меркам быстро и дешево.

Поэтому, как ни парадоксально, на нем стоит очень мощный по космическим меркам процессор. Фактически, это всем нам знакомый Qualcomm Snapdragon 801 — тот самый, который был установлен, например, в самом первом OnePlus One. Так что в каком-то смысле у компании Qualcomm есть монополия планетарного масштаба на ARM-чипы.

Правда, вероятно, именно он и станет причиной, по которой однажды вертолетик больше не взлетит. Но, тем не менее, на сегодня он уже совершил десяток полетов и пока что не планирует останавливаться.

Будущее чипов в космосе

Но конечно же, в космических железках прогресс тоже не стоит на месте, пусть и отстает от потребительских гаджетов. Для космоса тоже разрабатывают обновленные модели, причем разные агентства подходят к этому вопросу по-разному. Например, ESA, Европейское Космическое Агентство, придерживается опенсорсной архитектуры SPARK и линейки процессоров LEON. Тот же чип GR740 построен уже по 65-нанометровому техпроцессу и в ходе испытаний выдержал бомбардировку тяжелыми ионами примерно в 300 раз больше, чем тот самый проблемный чип на Фобос-Грунте. А еще для работы ему нужно всего 1,5 Ватта, что зачастую очень важно для космических миссий, у которых очень ограничен энергетический бюджет. На сегодняшний день это вообще лучший результат по производительности на Ватт среди всех космических железок.

В NASA же работают с проприетарными технологиями, в частности линейкой HPSC. Они уже основаны на ARMовских ядрах Cortex A53. Исходя из того, что земные чипы на такой архитектуре могут работать на частотах до 1,8 ГГц, предполагается, что после защиты от радиации этот показатель может упасть всего до 500 МГц, что довольно много по космическим меркам. Довести до ума HPSC-процессоры NASA обещает к 2023-2024 году, как раз когда должна стартовать пилотируемая часть программы Артемида по возвращению людей на Луну. Но это уже тема для отдельного ролика. Обязательно напишите в комментариях, если хотите, чтобы мы осветили эту тему.

Компания Ричарда Брэнсона Virgin Galactic вновь открыла продажу билетов на свои «рейсы». Сейчас цена за одно место на суборбитальный полет стоит 450 тысяч долларов.

Интересно, что ранее цена была почти в два раза меньше — 250 тысяч долларов. Продажи этих билетов были закрыты в декабре 2018 года.

В релизе компании говорится, что будут три опции покупки: одно место, несколько мест или полный выкуп полета. Продажи будут открыты в формате early bird и в первую очередь будут доступны участникам комьюнити Spacefarer,

Также компания анонсировала полет следующего рейса — Unity 23. Он должен состоятся в конце сентября.

Если же у вас нет 450 тысяч долларов, то не расстраивайтесь. Virgin Galactic анонсировала конкурс с платформой Omaze, в котором можно выиграть два заветных билета. Речь идет о рейсе в начала 2022 года.

Компания SpaceX собирается впервые совершить орбитальный полет своего космического корабля Starship. Для этого космический бренд Илона Маска снарядил ракету Super Heavy 29 двигателями! Сейчас она стоит на пусковой площадке в Южном Техасе.

https://twitter.com/SpaceX/status/1422368427369402370

«29 двигателей Raptor и 4 решетчатых плавника были установлены на ракету Super Heavy перед первым орбитальным полетом», — сообщила компания в твиттере в понедельник вместе с двумя изображениями.

В будущем планируется, что ракета Super Heavy будет оснащена 32 двигателями. Можно считать, что запуск одной Falcon Heavy примерно равен запускам трех Falcon 9, каждая из которых оснащена девятью двигателями Merlin. То есть можно считать 27 двигателей, а тут 29 и даже 32 новеньких Raptor. По заявлениям компании Raptor примерно вдвое мощнее двигателя Merlin.

SpaceX собирается совершить первый орбитальный полет Starship до конца 2021 года. При этом компания ждет официального разрешения от FAA, ведь пусковая установка SpaceX официально не одобрена администрацией.

Дела у космической компании Илона Маска идут хорошо. На днях NASA объявило о том, что SpaceX в октябре 2024 года запустит миссию к ледяному спутнику Юпитера — Европе.

По сути, SpaceX будет выступать подрядчиком, который выведет Europa Clipper Probe на необходимую орбиту самой крупной планеты Солнечной системы. Сообщается, что сумма контракта составит 178 миллионов долларов.

Зонд будет запущен на ракете Falcon Heavy. В задачу миссии входит съемка изображений спутника в высоком разрешении и создание точной карты ледяного покрова. Также миссия будет искать подземные озера с целью понять — могут ли в таких условиях существовать организмы.

Сообщается, что температура на Европе колеблется от -150 до -190 градусов Цельсия. Также ученые отмечают высокий уровень радиации на спутнике, поскольку его орбита проходит через радиационный пояс Юпитера.

Вполне возможно, что миссии NASA удастся установить, что несмотря на жестокие условия на спутнике здесь есть благоприятные условия для жизни и ее развития.

Mars Wrigley анонсировал лимитированное издание Skittles в специальной космической упаковке из алюминия. Это «издание» назвали Zero Gravity.

Интересно, что кофетки выпущены в специальных внеземных цветах вроде синего и сиреневого.

https://twitter.com/Skittles/status/1417600969207128069

Упаковка неслучайна. Таким образом, бренд решил отпраздновать официальное путешествие своих цветных конфет вместе с экипаже Blue Origin. Дело в том, что во время полета за линией Кармана в невесомости, Джефф Безос кинул конфеткой Skittles самому молодому астронавту Оливеру Дэмону и получил конфетку в ответ.