Astronautika: misije

Sem 'Лунохода', ne podnosim rovere. Smešni su. Možda je jedini izuzetak 'Curiosity'(najviše zato što nosi jedan ruski instrument i što je na nuklearni pogon), pa zato povremeno napišem nešto o njemu. Do sada je na površini Marsa proveo preko 2200 Marsovih dana, odn. 'solova', ali kao i svaki deda, sve češće mora da se bori sa problemima: točkovi su dotrajali, bušilica se pokvarila, a mozak trokira...

c1

Rover ima par identičnih mozgova čiju srž čine 5-vatne centralne procesorske jedinice (CPURAD750. Ti čipovi su deo porodice PowerPC 750, ali su konstruisani tako da mogu da prežive visoko zračenje u sredinama kakva je površina Marsa ili otvoreni kosmos. Svaki takav čip je u vreme ugradnje koštao po $200.000, a NASA je opremila rover sa dva računara. Svaki od njih ima 256 kBmemorije EEPROM, 256 MBmemorije DRAMi 2 GBfleš memorije. (Radi poređenja, drugi Marsov rover 'Opportunity'koristi 3 MB EEPROM, 128 MB DRAM i 256 MB fleš memorije). Računari koriste real-timeoperativni sistem VxWorkskompanije 'Wind River Systems', kakav su koristili i prethodni Nasini roveri 'Soyourner','Spirit''Opportunity', ili 'SpaceX-ove' letilice 'Dragon'.

Elektronski mozgovi koji kontrolišu 'Curiosity', nazvaniRover Computer Element(RCE), imaju mnogo manje 'konjskih snaga' od prosečnog kineskog mikročipa koji čuči u svakom savremenom smartfonu.

Ali mikroprocesori ugrađeni u redundantne[1]letne računare imaju jednu ogromnu prednost: smišljeni su tako da su praktično neprobojni za kosmičke zrake visoke energije koji bi brzo 'ubili' svaki iPhoneili laptop.

c2
Single-card računari (sa jednom pločom), ojačani protiv zračenja, proizvedeni u 'BAE Systemsu'u Vajomingu, konstruisani su tako da izdrže udare naelektrisanih jona i protona koji stižu iz međuplanetnog kosmosa ili sa Marsove površine a koji mogu da fizički oštete integralna kola ili da izazovu tzv. 'bit flips'od kojih logika računara može da se privremeno, pa čak i zauvek, izgubi.

RAD750mogu da prime milion puta veću dozu zračenja od one koja bila smtronosna bi čak i za Čak Norisa (znam, malo sam preterao). Kao rezultat, tokom 15 godina rada čipovi na 'Curiosityju'nisu imali više od jednog spoljnjeg uticaja koji je zahtevao intervenciju sa Zemlje.

Kada je rover 2012. sleteo na Mars, odabrano je da onaj računar koga su inženjeri krstili kao 'Side-A'bude glavni. Ali samo godinu dana kasnije (sola 200), računar se pokvario zbog problema sa fleš-memorijom. Rover se našao u režimu neprestanog restartovanja, što ga je sprečavalo da obrađuje naredbe i trošilo baterije. NASA je prebacila poslove na 'Side-B'[2], a inženjeri su se bacili na dijagnostiku isključenog računara. Nažalost, tokom sledećih par meseci NASA je potvrdila da je deo memorije računara 'A' nestabilan i nepouzdan, te je 'Curiosity'nastavio samo sa 'Side-B'.

Single-board računar na roveru je napravljen oko mikroprocesora RAD750(desno) kompanije'BAE Systems'. Iako je bio sporiji čak i u to vreme dostupnih čipova, računar je praktično neosetljiv na veliku radijaciju i ostale ekstremne uslove okoline.

Međutim, 15. septembra (sol 2172) inženjeri su primetili da se rover ponaša čudno: nije mogao da pošalje na Zemlju nijedan sačuvani inženjerijski ili naučni podatak, ali je bez problema slao inženjerijske podatke u realnom vremenu dokle god je održavana komunikacija sa orbiterom ili DSN mrežom. Rover je inače bio u perfektnom stanju, bez problema sa bilo kojim vitalnim sistemom, jedino što nije imao pristup delovima memorije gde su podaci bili skladišteni za kasnije slanje. Deo memorije gde su se ti podaci nalazili bio je oštećen, te rover uopšte nije mogao da joj pristupi. Bio je to očito ozbiljan problem za nauku, ali na sreću nije ugrožavao sigurnost rovera.

Ipak, činjenica da rover nije u stanju da čuva informacije koje kasnije može da pošalje vrlo je otežavalo rešavanje problema. Misija je zaključila da bi bilo najbolje pebaciti se na bekap računar, koji je pre par godina bio 'glavni'. 'Curiosity'je u to vreme funkcionisao kontrolisan 'B-side' računarom preko 2000 solova, još od sola 200, kada je bio konstatovan ozbiljan problem u fleš-memoriji 'A-side' računara. Sve do 772. sola inženjeri su proveravali da li bi 'A' računar mogao da radi kao bekap računaru 'B'; softverska 'zakrpa' je sprečavala da 'A' računar koristi polovinu svoje fleš-memorije.

'Curiosity'se vratio svojim zadacima ali u ograničenom obimu 2204. sola[3], i nastavio sa naučnim zadacima u punom obimu 2216. sola. Bio je to izuzetno brz oporavak, obzirom na ogromnu količinu posla koji je tim morao da obavi – i koliko je to trebalo pažljivo odraditi – da bi se rover vratio na 'A' računar. U međuvremenu, za razliku od anomalije koja se dogodila 200. sola, 'B' računar je još uvek spreman da u slučaju potrebe bude bekap račinaru 'B'; rover bi nastavio da bezbedno radi i sa 'B', jedino ne bi mogao da se bavi naukom.

Zaboravio sam da kažem da su ovakvi textovi namenjeni onoj manjini mojih čitalaca koji kao i ja vole zanimljive tehničke detalje kosmičkij sondi, rakete, opreme, instrumenata itd. To što ja volim još uvek ne znači, niti je garancija, da ja to umem, ali u nedostatku stručnijih textova zadovoljimo se ovim... 

c3

DUGAČKA POPRAVKA RAČUNARA 

Pokretanje 'A' računara je bilo teže nego ga jednostavno ponovo startovati. Jedan od razloga je taj što su dva računara konektovana sa različitim skupovima kritičnih hardvera. Konkretno, dva računara su ožičena sa dva kompletno različita seta inženjerijskih kamera – crno-bele navigacione kamere (Navcams) na roverovom jarbolu i prednje i zadnje crno-bele kamere za uočavanje prepreka (Hazcams) na roverovom 'stomaku'. Nijedna od 'A-side' kamera nije ugledala nijedan foton duže od pet naših godina. Trebalo ih je uključiti i proći korak po korak kroz njihovo setovanje, a njihove slike proveriti prema starim kalibracionim modelima.

c4
Lokacije 'Curiosityjevih' kamera
: dve Mast-kamere;Chemcam Remote Micro-Imager(RMI); leva i desna Nav-kamera(komplet A, korišćen posle sletanja, gore, i komplet B, korišćen nakon anomalije računara 'A', dole); leva i desna prednja Haz-kamera(u poretku A-B-A-B, tako da par A 'gleda' malo desno od para B); i leva i desna zadnja Haz-kamera (sa parom A lociranom na levoj strani, i par B na desnoj strani).

Rover koristi Navkamere i Hazkamere za samostalnu navigaciju i planiranje operacija robotskom rukom, tako da je jako važno da li je centar njihovog vidnog polja malo pomeren. (Da kažem preciznije, kada je 'Curiosity'prešao sa računara 'B' na 'A', centar vidnog polja Navkamere je pomeren prema gore za 4,8 cm; centar vidnog polja prednje Hazkamere pomeren je u desno za 8,2 cm; a vidno polje njegove stražnje Hazkamere pomeren je u levo za 1 metar.)

Davno, kada se nakon one anomalije od 200. sola dogodila poslednja zamena računara, inženjeri su se neprijatno iznenadili kada su otkrili da 'B-side' Navkamere pokazuju čudne geometrijske efekte koji zavise od temperature i koje čine autonomnu navigaciju posebno zahtevnom. Sada kada su odlučili da se ponovo vrate na 'A-side', nisu bili sigurni da kamere 'A-side' nemaju isti problem, budući da nisu doživeli kompletnu promenu godišnjih doba još od sola 200, a stvari su mogle da se promene u proteklih 5 godina. Zato su poželeli da testiraju 'A-side' kamere tokom temperaturnih promena tokom Marsovog dana da bi bili sigurni da ne moraju da u softver koji rukovodi navigacione kamere unose temperaturnu zavisnost. U tu svrhu, napravili su 14 kompleta slika svakim parom kamera 2209. solajoš 8 kompleta rano ujutro 2210. sola, završivši sa punom panoramom palube. Srećom, testovi su pokazali da Navkamere rade izvrsno i da ne pokazuju ikakvu zavisnost od temperature što se tiče navigacije.

c5
'Curiosity'
je napravio slike za ovu animacijutokom 24-časovnog perioda 2209. i 2210. sola (23.-24. oktobar 2018.). Inženjeri su testirali odgovor kamera na promene Marsove temperature od ujutro do uveče. (Temperatura je varirala za oko 70°C.)

c6
Četiri Nav-kamere (levo) dve Haz-kamere (desno). Kamere se sastoje od detektor/optičkih glava spojenih sa kutijama sa elektronikom preko elastičnih kablova. Na slici su sočiva kamera pokrivene zaštitom koja će se skinuti pred let. Kutije s elektronikom su veličine sapuna i imaju samo po 200 grama.

Zatim, inženjere je brinulo i apdejtovanje 'A' računara. On je već koristio najnoviju verziju operativnog sistema, ali su falili apdejti u poslednjih 2000 solova. Ti fajlovi su uključivali stvari kao što su osmatračke sekvence i različite lookuptablicekoje su za svaki instrument razvijane radi ubrzavanja rada u poslednjih 2000 solova. A budući da inženjeri nisu mogli da pristupe potrebnoj particiji na 'B' računaru, nisu mogli jednostavno da kopiraju konfiguracijske fajlove sa jednog na drugi računar. Roverov računar je takođe imao pohranjene stotine pojedinačnih parametara koji kontrolišu aspekte hardvera. Iako ih je 'A' računar i dalje imao u memoriji, oni nisu bili apdejtovni još od 200. sola. Svaki od njih je trebalo pojedinačno proveriti.

Svaki pojedinačni tim misije je morao da prođe kroz sve što su ikada aploudovali na rover i pošalju nedostajuće konfiguracijske fajlove timu za oporavak ('recovery team'), koji ih je onda morao da zapakuje iu aplouduje ih u 'A' računar. To je bio, blago rečeno, spor proces, Ali inženjeri JPL-a su bili dorasli zadatku, a tim su pojačali i neki inženjeri koji su učestvovali u razvoju rovera ali su kasnije prebačeni na druge projekte u JPL-u. 

Inženjeri dobro znaju da je svaki izgubljeni dan udarac za nauku, pa su predložili naučničkom timu da se što pre vrate nauci ali praćenjem jednostavnijih zadataka (kao što je praćenje zbivanja u okolini preko instrumenata REMSRADDAN) a onda se polako okretati ostalim mogućnostima. Naučnici su počeli ponovo da se bave meteorologijom 2204. sola, ostavljajući ipak prazninu od 32 sola kada ni REMS ni RAD nisu radili. Puna nauka je ponovo uspostavljena 2216. sola (31. oktobar). Tim je otkrio da je vetar očistio površinu oko rovera i mesta na kojima je vršeno bušenje od prašine, ostavljajući površinu izuzetno čistom.

c7
'Curiosity' je pokušao da buši na lokaciji 'Gray Jura' koja se nalazi na grebenu Vera Rubin, sola 2170. Burgija nije uspela da probuši jako tvrdu stenu. Potom je rover upao u problem s računarom 15. septembra (2172. sola). Ova slika je napravljena nakon što se rover vratio normalnom radu sola 2217. Širina rupe bušenja je oko 16 mm.

Odmah tu pored, rover je napravio ovu sliku fascinantne mete nazvane 'Grange'. Šta predstavljaju ove male crne tačkice? Svi čekaju rezultate hemijskih analiza ove lokacije. Slična pojana je bilaMAHLI meta nazvana 'Lossiemouth'.

c8

Inženjeri su potom poveli rover u probnu šetnju 2218. sola, i nastavili koristeći vizuelnu odometriju[4]sola 2221 jednom dugom vožnjom. Ta vožnja je bila značajna jer je roverov kilometra-sat prvi put pokazao vrednost preko 20 km. Rover je sola 2210 pretekao pro dužini boravka MER rover 'Spirit'. Tako je 'Curiosity'postao drugi po dužini istraživanja rover na Marsu. 

Na današnji dan, 'Curiosity'je na Marsu već 2272 sola – ukupno 2334 naša dana, tj. 6 godina i 143 dana – od kako je sleteo na površinu 6. avgusta 2012. godine.

c9

 

[1]Mi nemamo prevod za ovaj izraz. Često se prevodi kao 'rezervni', ali nije baš precizno. Recimo, mi imamo 2 bubrega. Onaj drugi nije 'rezervni' već redundantan, on takođe radi normalno, ali usled neke insuficijencije jednog od njih onaj drugi bi preuzeo ulogu na sebe i onda bi mogli da kažemo da je on postao rezervni...

[2]'Curiosity'je na lansiranju koristio računar 'A', ali se tokom leta do Marsa prebacio na 'B', da bi se pred sletanje ponovo prebacio na 'A'.

[3]Danas, 27. 12, na Marsu je 2272. sol, što znači da je od sletanja na površinu prošlo 2333 naša dana. Marsov dan je ~2,7% duži od našeg.

[4]Autonomna provera pređenog puta. Ko je čitao prethodne priče setiće se da na točkovima rovera ima 'šifra' koja ostavlja tragove u pesku na osnovu koje se lako izračunava pređeni put rovera.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Komentari   
marino1
0 #4 marino1 04-01-2019 18:59
hehehe, drago, prema zorkicu upitno je jesmo li mi jos ovdje ili smo vec tamo :)
nego, srebrni letac mi je bio pojam kome superM-nesto nisu ni do koljena bas kao ni danasnji stripovi ondasnjima (jel ima stripova uopce danas?)
draško
+1 #3 draško 30-12-2018 09:55
hahaha ad sam video - stripoteka!
ćuti, videće kako smo matori! danas niko ko je još živ nema asocijacije na stripoteku I Bluberija ili Modesti Blejz
draško
0 #2 draško 29-12-2018 22:17
Hvala Marinac!
Da, šteta...
A bili su toliko ružni da si neminovno simpatični - kao folkswagenova 'buba'.
Fascinantni su mi ovakvi podaci:
- 'Curiosity' je gore 6 godina i prešao je 20 km.
- 'Lunohod-1' je za 322 dana prevalio 10,5 km I poslao je 20.000 TV slika. Sleteo je na Mesec 1970.
- 'Lunohod 2' je za 4 meseca prevalio 42 km I poslao 80.000 slika. Sleteo na Mesec 1973.
marino1
+2 #1 marino1 29-12-2018 11:02
tvoji su tekstovi kao stripoteka, cim ih postavis ja stopiram sve sta radim i citam...
PS meni zao da lunohod 3 nije dospio na odrediste
Dodaj komentar


 


leksikon 190


 

stranica posmatraci2019


 

CURRENT MOON


tvastronomija18