Механические компьютеры и азбука Морзе помогут NASA изучать Венеру

Механические компьютеры и азбука Морзе могут быть использованы для успешного исследования Венеры. Согласно сообщению NASA, к такому выводу пришли инженеры, работающие над проектом систем для отправки на вторую планету от Солнца. Проект получил название AREE (Automaton Rover for Extreme Environments, автоматический ровер для экстремальной среды).

Венера известна экстремальными условиями на своей поверхности. В частности, атмосферное давление на этой планете более чем в 92 раза превышает земное, а температура в некоторых районах может достигать 462 градусов Цельсия. В таких условиях обычные вычислительные системы не работают.

Последний раз аппараты для изучения поверхности Венеры были отправлены на планету чуть больше 30 лет назад — в декабре 1984 года посадочные модули станций «Вега-1» и «Вега-2» совершили посадку в высокогорных районах Венеры. Эти аппараты отвечали за сбор грунта и измерения рентгенофлюоресцентных спектров породы. Первый аппарат данные не передал, а второй проработал 56 минут.

Учитывая условия, в которых предстоит работать новым станциям, американские инженеры решили использовать новые устойчивые к агрессивной среде материалы и механику. Механические компьютеры известны давно, они позволяют решать узкий круг задач, но отличаются высокой надежностью. Примером такого компьютера, например, является арифмометр.

Также предполагается, что новые станции для изучения Венеры получат системы, способные передавать данные в виде азбуки Морзе. Такая телеграфная азбука не требует сложных передатчиков. Отправка сообщений азбукой Морзе требует крайне узкого канала, что означает высокую помехозащищенность. Кроме того, азбука Морзе остается воспринимаемой в условиях сильных радиопомех.

Инженеры NASA предполагают, что сообщения также будут отправляться механически. Для этого на крышах станций разместят «тарелки» с сегментными вырезами. Во время вращения эти вырезы будут на короткое время открывать специальные отражатели. Световые «зайчики» от отражателей будут ловить аэростаты, которые затем уже будут передавать сигнал на орбитальную станцию.

Проект станций для изучения поверхности Венеры, которые планируется сделать ромбовидными наподобие танков Первой мировой войны, был впервые представлен в апреле текущего года. Теперь же специалисты NASA приступили к детальному изучению этих проектов, чтобы выбрать один из них для создания прототипа. Сроки завершения проекта пока не уточняются.

Разработка проекта AREE ведется с 2015 года. На первом этапе инженеры предлагали шагающие механические станции, приводимые в движение ветром. Такие станции планировалось сделать по аналогии с шагающими фигурами голландского художника Тео Янсена, однако позднее от этой идеи отказались. Инженеры пришли к выводу, что механические шагоходы будут иметь низкую проходимость.

В начале февраля текущего года разработчики из Исследовательского центра NASA имени Джона Гленна разработали и испытали электронную схему на полупроводниковых элементах, которая оказалась способна выдерживать температуру и давление, сопоставимые с условиями в атмосфере Венеры.

Исследователи собрали два генератора сигналов на полевых транзисторах с управляющим p-n переходом из 4H карбида кремния. Для соединения транзисторов использовались специально подготовленные кабели в минеральной изоляции, внутри каждого из которых было четыре отдельных провода из никелевого сплава, разделенные оксидом магния.

Электронные схемы были собраны на керамической подложке в корпусе, защищающем от механических повреждений, но без защиты от давления и без системы охлаждения. После этого схемы по очереди поместили в установку, которая имитирует условия атмосферы Венеры.

В этих условиях одна схема стабильно работала на частоте 1,26 мегагерца на протяжении 521 часа, после чего установку отключили. Вторая схема проработала на частоте 245 килогерц 109 часов, после чего сигнал начал ухудшаться и окончательно был потерян после 161 часа работы.

Василий Сычёв