КОСМОС
Началась исследовательская миссия марсохода Spirit, запущенного NASA (marsprogram.jpl.nasa.gov) летом прошлого года и приступившего к выполнению программы сбора и анализа геологических образцов на Марсе. Второй аппарат - Opportunity - должен совершить посадку на другой стороне красной планеты в конце января.
Главным бортовым компьютером аппаратов Spirit и Opportunity, управляющим движением робота и выполняющим первичную обработку полученных данных, является одноплатный RAD6000 компании BAE Systems (www.baesystems.com). В нем используется 32-разрядный RISC-процессор с тем же именем - RAD6000, с производительностью около 20 MIPS при частоте 20 МГц. RAD6000 - радиационно-защищенный аналог коммерческого процессора IBM RISC System/6000. Все элементы памяти процессора - триггеры, регистры, кэш-память и т. п. - защищены. Компьютер оснащен 128 Мб ОЗУ с контролем и коррекцией ошибок, 256 Кб флэш-памяти и ПЗУ для загрузки ОС. Никаких дисковых накопителей на борту нет. В качестве шины, связывающей компьютер с другими системами, приборами и датчиками марсохода, служит VME. Управляется все это хозяйство RTOS VxWorks производства компании WindRiver (www.windriver.com). Аналогичный компьютер находился на борту Pathfinder, успешно завершившего свою миссию в 1997 г.
Так выглядят Spirit и Opportunity (в правом верхнем
углу - главный компьютер марсохода)
Бортовой компьютер управляет потреблением электроэнергии, двигателями и исследовательскими инструментами, выполняет обработку изображений. Кроме того, он обеспечивает навигацию, для чего марсоходы оснащены шестью навигационными камерами, объединенными в три стереопары. Обрабатывая стереоизображения с этих пар по алгоритму бинокулярного зрения, можно определить расстояния до объектов и их размеры. На основе этой информации компьютер марсохода строит карту окрестностей, используемую для прокладывания своего пути.
Другая забота бортового компьютера - постоянный контроль за состоянием внутренней среды марсохода, главным образом температуры. Ночной перепад температур атмосферы в месте посадки составляет около 110 °С, в то время как внутри корпуса аппаратура должна находиться в диапазоне -40 ... +40 °С. Управлять температурой можно, включая и отключая различные приборы. Энергоснабжением на борту также ведает главный компьютер. Солнечные батареи генерируют в лучшем случае 140 Вт в течение 4 ч марсианского дня. А общее потребление аппарата составляет порядка 100 Вт. В темное время суток и в пасмурную погоду потребности в электричестве обеспечиваются за счет двух аккумуляторных батарей, находящихся на борту, за состоянием которых и следит компьютер. Сам он потребляет порядка 10 Вт.
Важной задачей главного компьютера является организация сеансов связи с Землей и орбитальным модулем миссии, ретранслирующим данные на Землю. Скорость обмена между Spirit’ом и орбитальной станцией составляет 128 кбит/с. Время видимости между аппаратами - всего 8 мин в течение марсианских суток (продолжительность суток на Марсе 24,7 земных часов). Объем данных, передаваемых за такой сеанс, не превышает 7 Мб. При прямой связи с Землей эти данные уходят с модуля в течение 1,5-5 ч, так как канал прямой связи с Землей у Spirit’a существенно медленнее - от 3,5 до 12 кбит/с. Но беда в том, что из-за энергетических и температурных ограничений сеансы длительностью более трех часов невозможны.
Стоимость компьютеров, которыми оснащены марсоходы, - от 200 до 300 тыс. долл.
