Космонавтика

В грузовом отсеке шаттла летала европейская лаборатория Spacelab, а управлял ею французский мини-компьютер Mitra 125 MS со 128 КБ памяти на магнитных сердечниках. Это четыре платы, на каждой почти 300 тысяч ферритовых колец диаметром 0,8 мм, прошитых тонкими эмалированными проводами. Разбираем блок памяти 1980 года: как одно кольцо хранит бит, зачем чтение стирает данные, почему провода считывания перекрещены «бабочкой» и как архитектура 2½D обошлась без провода запрета.

На орбите Земли насчитывается около 17 000 активных спутников. Кроме них там хватает и другой техники, которая давно отслужила свое: отключенных аппаратов, ракетных ступеней, потерявшихся мелких деталей и обломков разного рода. Все это продолжает двигаться, но не всегда синхронно — случаются проблемы. В целом, отслеживать крупные объекты и уходить от опасных сближений операторы научились, так что тут более или менее хорошо. А вот с мелким мусором сложнее: его гораздо больше, а заранее определить, откуда он прилетит и куда полетит дальше, получается далеко не всегда.

Поскольку сейчас на орбиту продолжают выводить новые группировки спутников, работы у специалистов по орбитальной безопасности полетов прибавляется. И если вы считаете, что ненужное железо само по себе начнет снижаться и в итоге сгорит в атмосфере, то это не совсем так. На некоторых высотах оно может оставаться столетиями. Специалисты Европейского космического агентства (ESA) изучили вопрос и сделали выводы, к чему приведет дальнейшее накопление космического мусора. Давайте разбираться.

Любой человек, который интересуется освоением космоса, знает дату 20 июля 1969 года: человек впервые ступил на Луну. Правда, лишь чудо спасло нас от первой лунной катастрофы, и у этого чуда есть автор — Маргарет Гамильтон.

Дело в том, что за несколько минут до посадки «Аполлона-11» бортовой компьютер начал выдавать сигналы тревоги 1201 и 1202. Ни Нил Армстронг, ни Базз Олдрин не имели никакого представления, что это за сигналы: вероятность их появления была практически нулевой. Сигналы свидетельствовали о том, что компьютер перегружен: механизмы планирования задач не могли выполнять свои функции, задач было слишком много, и они полностью исчерпывали вычислительные ресурсы. Радар сближения начал передавать информацию в колоссальных объёмах, хотя она совершенно не требовалась. Официальная причина — непреднамеренное переключение тумблера одним из астронавтов, но причина на самом деле не важна. Ведь было лишь два варианта: либо прерывать миссию, либо рисковать главным для Соединённых Штатов космическим событием эпохи. И американские астронавты выбрали… ничего не делать.

Всё потому, что само программное обеспечение выполнило перезапуск с контрольной точки: очистило очередь процессов, сохранило все критически важные задачи и отбросило менее приоритетные — без участия инженеров с Земли или астронавтов. Несмотря на ошибку, было получено прямое разрешение на продолжение посадки, и Луна была покорена.

За этим покорением стоит множество людей, но человеком, предвидевшим невозможную ошибку и то, что на неё нужно реагировать, была Маргарет Гамильтон — математик, программист, инженер. Её чаще знают как автора кода для лунной миссии, но она была одной из тех, кто развивал проектирование систем, способных пережить любые ошибки, в том числе и те, которые, как тогда считалось, человек просто не может совершить. В некотором роде Маргарет действительно спасла космическую программу своего времени, после чего вошла в число серьёзных мыслителей, которые рассматривали программное обеспечение как полноценную инженерную дисциплину, и посвятила всю жизнь развитию этой дисциплины.

Этот текст будет посвящён истории жизни Маргарет Гамильтон, математика, программиста и инженера, которая недавно покинула этот свет. Многие знают её лишь как автора кода для лунных миссий, но лишь одной «луной» её жизнь не ограничена. И начать, как обычно, стоит с детства, ведь именно там чаще всего закладывается путь людей, что меняют мир, особенно с учётом того, что сама Маргарет с удовольствием вспоминала о нём.

P.S. Я не планировал выпускать этот текст до отдельного материала про SAGE и чётких связей с лунной программой, но обстоятельства порой сильнее. Маргарет покинула этот мир, прожив солидные 90 лет, и прожила их ярко, хотя, к сожалению, несколько скрытно от посторонних глаз. Так что этот текст посвящён её жизни сразу в двух смыслах слова.

Авиакатастрофа 27 марта 1968 года явилась следствием состояния здоровья Серёгина В.С., несовершенства эргономики расположения приборов самолёта и возникновения иллюзии у Гагарина Ю.А. при входе в облачность.

Мы уже рассказывали, как по-разному можно нарисовать один-единственный шар диаметром 12 742 км. Теперь поговорим об остальной Вселенной. Там с картами все еще интереснее: почти все данные приходится собирать по кусочкам с десятков разных космических аппаратов, а не снимать одним спутником с одной орбиты.

У карт внеземных объектов есть особенность, которой нет у земных: их в буквальном смысле некому было составлять на месте — ни один картограф не ходил по поверхности Марса с теодолитом. Вся эта область появилась только с началом космической эры и целиком держится на данных камер орбитальных аппаратов, лазерных альтиметрах и радарах. 

Поэтому и сайты получились совсем другого рода. Они позволяют не просто посмотреть на карты и сравнить их, а самому покопаться в архиве данных научной миссии и разобраться, что к чему.

Луна снова становится объектом активного освоения. NASA развивает программу Artemis, Китай планирует собственную лунную исследовательскую станцию, а частные компании уже начинают доставлять на поверхность оборудование и научные приборы. Но в отличие от лунной гонки XX века, сегодня речь идёт не только о политическом престиже. Луна постепенно рассматривается как место для создания новой инфраструктуры и использования местных ресурсов.

Лунные программы США и Китая больше не предполагают одну или несколько отдельных посадок. Они рассчитаны на длительное присутствие на Луне, строительство инфраструктуры и десятки запусков, которые потребуют доставки большого количества грузов на поверхность спутника.

Для этого придётся регулярно сажать множество аппаратов в одних и тех же районах. На первый взгляд кажется, что главная проблема в доставке аппарата на Луну. Однако сама посадка создает отдельный набор инженерных проблем.

С 4 по 10 октября идёт Всемирная неделя космоса: 4 октября 1957 года на орбиту вышел первый спутник, а 10 октября 1967 года вступил в силу Договор о космосе. Прошло 69 лет, и сейчас в открытом каталоге CelesTrak 35 249 объектов на орбите Земли.

Я делаю страницу, где их видно все сразу, вместе с остальной Солнечной системой, в том положении, в каком они находятся прямо сейчас: полмиллиона астероидов, 600 комет, 40 космических аппаратов, МКС с прямым эфиром. Можно встать на любую планету и посмотреть на небо, а можно надеть скафандр и подлететь к астероиду.

Данная статья подводит итоги проекта 435nm, в рамках которого за десять лет был создан прототип биологической системы жизнеобеспечения на микроводорослях.

В статье описана причина появления проекта, даны основные этапы его развития, рассказано о решенных и нерешенных технических, биологических и организационных проблемах, приведен список участников проекта на разных стадиях и намечены перспективы развития этого направления.

Цель написания этой статьи - поделиться нашим опытом создания фотобиореакторов для культивации микроводорослей и, если смотреть более широко, поделиться опытом инженерной работы в ранее неизвестной, биологической области.

В тексте встречаются местоимения “я” и “мы”. Я — это автор этого текста и руководитель проекта 435nm, Александр Шаенко, мы — это команда проекта 435nm.

Одноклеточные фотоавтотрофы и фанерные биореакторы, математические модели и кислородные концентраторы, кривые роста и поиски инвестиций, неудачные решения и великолепные открытия ждут вас!

Начнем же!

Хоть статья и называется «10 фактов о космонавтике», на самом деле фактов больше, просто они закучкованы по категориям:

1. Первый человек в космосе. 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин совершил первый полет в космос. Именно в честь данного события эта дата теперь считается днем космонавтики. Однако мало кто знает, что 7 лет спустя, в 1968 году во время полета Юрий Гагарин бросил фразу, о которой долгое время предпочитали не сообщать: «Я горю, прощайте, товарищи!». После чего погиб в авиационной катастрофе вблизи деревни Новоселово во Владимирской области.

2. На Луне есть памятник погибшим космонавтам, установленный экипажем «Аполлона-15» в далеком 1971 году. Он представляет собой алюминиевую фигурку в скафандре. На табличке рядом с ней перечислены имена 14-ти погибших, включая Юрия Гагарина.

3. До Гагарина в космос летали только животные. Первыми животными, успешно совершившими орбитальный полёт и вернувшимися живыми, как известно, были собаки Белка и Стрелка. Первыми живыми существами, отправленными в космос, были плодовые мушки (дрозофилы), запущенные США на ракете V-2. Они поднялись на высоту около 100 км — условную границу космоса. А вот облет Луны впервые совершили черепахи. Ученые выбрали именно этих рептилий потому что им не требуется большого запаса кислорода, они могут полторы недели ничего не есть и длительное время находиться в состоянии, близком к летаргическому сну.

Всем привет, меня зовут Александра, и в 2024 году я занималась темой валидации спутниковых данных на основе наземных измерений.

Статья посвящена главной теме — какому же источнику верить и как я вижу свою работу спустя 2 года работы DevOps.

Летом 2022 года на Алтае датчик, лежащий на земле, показал +48 °C. Спутник Aqua почти в то же время над той же точкой увидел около +33. Кто из них прав и насколько вообще можно доверять «космической» температуре, я разбиралась в дипломе в ВКИ НГУ.

Спутниковые карты температуры поверхности используют климатологи, агрономы, гидрологи и пожарные службы. Они удобны: одна картинка покрывает тысячи километров, а наземная станция видит только свою точку. Но спутник не меряет температуру напрямую. Он ловит инфракрасное излучение сквозь атмосферу с высоты 700 км, а потом алгоритм пересчитывает его в градусы. Поэтому любые такие данные нужно проверять землёй. Эта проверка называется валидацией.

В статье расскажу, как я сравнивала данные MODIS (спутники Terra и Aqua) и Landsat 8 с показаниями термодатчиков, какие получились расхождения и на какие грабли я наступила.

50 лет назад люди летали на Луну прежде всего ради научных и политических целей — технологии того времени не позволяли говорить о постоянном присутствии человека на поверхности. Сейчас же космос постепенно превращается из политического проекта в часть новой экономики. Активно идет разработка многоразовых ракет, удешевляющих запуски, а также в лабораториях таких компаний, как, например, Blue Origin, разрабатывается новая лунная промышленность.

Нельзя сказать точно, чем это обернется для стран-участниц. Однако для любого противостояния справедливо утверждение, что в противостояниях часто побеждают поставщики необходимых для противостояния компонентов обеим сторонам.

В этой статье предлагаю разобраться, кто именно может стать бенефициаром этой гонки и какие ограничения придется учесть, чтобы заработать на ней максимум?

Вы тоже стали чаще замечать движущиеся светящиеся точки на небе? Небо ожило даже для простых наблюдателей с земли. Я разработчик со стажем 7+ лет, а в космической отрасли работаю около 3-х, и скажу вам, цифры меня самого пугают - 8 лет назад вокруг Земли работало примерно 1950 спутников. Сейчас их порядка 16 тысяч. А в месте с [отслеживаемым] мусором 47 тысяч.

Однако с ростом оживленности космоса, я не наблюдаю роста популярности этой темы. Ну да, летают какие то спутники, что тут такого интересного. Однако я заметил, что настоящий интерес может проявиться, когда есть возможность все это "пощупать". Сам то я уже щупал, есть ряд заграничных сайтов отображающих все спутники в околоземном пространстве, но все эти ресурсы сделаны для тех "кто в теме". Они научно скучные. Я загорелся идеей сделать такую визуализацию более доступной для широких масс. И вот тут начинается самое интересное - как это все визуализировать на экран, и как сделать так, чтобы человеку стало интересно.

Мы живем в удивительном мире, в нем огромное количество интереснейших явлений и феноменов. Один из них — планетарные кольца. Они есть у всех четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы. Хотя, конечно, самый известный «носитель» такого рода аксессуаров космического масштаба — Сатурн. У остальных они гораздо менее заметны. В 2013 году оказалось, что подобные украшения есть даже у планетоидов. Так, у Харикло, объекта диаметром около 250 км, обнаружили сразу два кольца. Тогда это открытие удивило ученых.

И эта система подбросила еще один сюрприз. За прошедшие несколько лет внутреннее кольцо стало хуже пропускать свет, а внешнее почти перестало быть видимым в инфракрасном диапазоне. Что происходит и почему? Неужели Харикло теряет свои аксессуары? Давайте попробуем разобраться.  

Однажды известного физика спросили: что по-вашему мнению является самым удивительным фактом в мироздании? Его ответ. То, что сияющие и сгорающие, взрывающиеся звезды, туманности, планеты и всё, всё остальное, не исключая и нас самих, создано из одного и того же материала, по одним и тем же фундаментальным законам. Я бы добавил к этому, что мы, являясь формой живой материи, думаем о ней, о том, как в ней все устроено и о многом чем-то еще. Не исключая при этом устройства и самого Homo sapiens (человека разумного). Не исключено, что где-то из таких же материалов возникла иная подобная нашей или непохожая на нашу форма жизни.

Эпик на несколько тысяч лет истории — от аквапанка бронзового века до времён, приближающихся к цивилизации третьего типа по Кардашёву. Технологический спидран во всей его красе. Но, как и в игровом прохождении, периодически находятся лучшие методы, так и некоторые технологии оказываются недостаточно хороши для нужной скорости истории.

Вот одна из них.

Для Марса и пояса Койпера одним из немногих традиционных вариантов остаётся пока еще ожидаемая термоядерная энергетика. Луна и Меркурий получают огромное количество солнечной энергии. На Венере потенциально можно использовать ветряки для плотной атмосферы. Марс в отношении энергетики заметно хуже. Солнечный свет слабее и страдает от пыли, а ветряк при разреженной атмосфере не эффективен.

Описанную здесь импульсную термоядерную схему я придумывал для энергоснабжения Цереры. Точных аналогичных схем электростанций при поверхностном поиске я не нашел, так что возможна новизна.

На рубеже 2020–2021 годов я только начинал работу на Хабре и присматривался к интересам аудитории. Поэтому среди первых статей, которые я опубликовал, был лонгрид «Марс и магнитосфера. Планета, которую можно отремонтировать», посвящённый терраформированию Марса. Несмотря на то, что тема терраформирования по сей день остаётся чисто гипотетической и выходит за рамки наших технологических возможностей, она является предметом серьёзных научных исследований и вызывает огромный интерес и оптимизм. Примечательно, что уважаемый @sacredtree более года назад написал на Хабре первую (из анонсированной серии) статью о терраформировании, он начал именно с Марса: «Мысленный эксперимент по терраформированию планет. Часть 1: Марс». Также эту тему многократно затрагивали другие хабровчане, например, уважаемый @densss2 (“Марс. Практическое пособие по терраформированию для домохозяек”), уважаемый @SLY_G («Почему на Марсе не получится ничего вырастить?*»). В своё время я написал на Хабре обобщающий материал о терраформировании и жизнепригодности скалистых планет, он называется «Укрощение кислорода и подводные камни терраформирования» (статья собрала 237 комментариев).

У меня складывается впечатление, что аудитория обожает рассуждать о терраформировании Марса, но лишь косвенно затрагивает не менее интересную тему — потенциальные возможности обживания Венеры. При существующем уровне технологий невозможно представить заселение венерианской поверхности или искусственное устранение излишков парниковых газов на Венере. Однако гораздо интереснее выглядят идеи о развёртывании постоянных поселений в облаках Венеры. Под катом поговорим об этом подробнее.

Космические полёты на энергии термоядерного синтеза давно сулят возможность стремительных путешествий по Солнечной системе: до Марса за недели, до Сатурна за месяцы, до Плутона за годы.

Десятилетиями эти возможности оставались чисто теоретическими, словно их взяли со страниц фантастического романа. Но теперь несколько компаний работают над созданием практически применимых термоядерных ракетных двигателей и уже достигли важных рубежей.

Британский стартап Pulsar Fusion надеется провести демонстрационный полёт в космос в 2027 году, а Принстонский университет и американская компания Helicity Space продолжают работу над собственными термоядерными двигателями.

Бездна космоса, холодный отблеск солнечных панелей, режущий глаз. Голубой огонёк Земли, не больше Юпитера на земном небе, затерялся в лучах слепящего Солнца где‑то за кормой, а впереди по курсу, в скошенном полусвете, сияют две крохотные точки, яркая и тусклая, словно далекая двойная звезда. Но это не звезды. Это два астероида, вальсирующие в бесконечном танце.

У полутонного аппарата нет ни лидаров, ни радаров, он летит к цели, полагаясь на единственный оптический глаз: телескоп с двухметровым фокусом и крошечным полем зрения всего в четверть градуса, меньше половины лунного диска. Сквозь эту узкую оптическую щель четырёхмегапиксельная матрица жадно ловит тусклый свет, а бортовой компьютер непрерывно пересчитывает траекторию, короткими импульсами двенадцати микродвигателей удерживая нос корабля на меньшем из двух астероидов.

На одноосном подвесе подрагивает плоская щелевая антенна. Компенсируя маневры аппарата, она лупит трёхмегабитным потоком данных в сторону родной планеты. Там, в одиннадцати миллионах километров позади, над австралийской долиной Тидбинбилла высоко в предрассветном небе раскинулось созвездие Пегаса, а исполинская 70-метровая чаша антенны DSS-43 ловит узкий радиолуч из него. Радиосигнал летит до Земли долгих 38 секунд, и уже ни один оператор из центра управления в Мэриленде не способен помочь аппарату. На финальном отрезке полета удаленное управление бесполезно из‑за запаздывания сигнала; он один на один со своей мишенью и полагается только на заложенную программу. Видеотрансляция с запозданием в полминуты идёт на весь мир.

В полустах километрах от него, параллельным курсом, летит шестиюнитовый кубсат с камерами. Самоубийственная миссия аппарата — торпедировать астероид, а задача его маленького спутника — документально зафиксировать и передать на Землю фотографии поражения цели с близкого расстояния. Автопилот посылает последнюю команду и глушит маневровые движки. Больше коррекций не будет, нацеливание выполнено безукоризненно точно. Реактивные струи и вибрация корпуса не должны смазать ни единого пикселя важнейших кадров в истории. Аппарат весом в полтонны приближается к цели, сокращая дистанцию на шесть километров каждую секунду. До удара остаётся две с половиной минуты.

По состоянию на 30 августа 2026 года марсоход НАСА «Кьюриосити» (Curiosity) в ходе поисков ответа на вопрос, существовала ли когда‑либо жизнь на Марсе, официально наблюдал восходы и закаты над красноватым горизонтом планеты уже более 5000 раз. Изначально предполагалось, что марсоход проработает всего два года, однако миссия продолжается и спустя более 14 лет после посадки на Марс в августе 2012 года.

За это время марсоход пережил глобальные пылевые бури и поднялся более чем на 1000 метров по склону горы, хотя его колёса в процессе обзавелись довольно крупными пробоинами. «Кьюриосити» по‑прежнему использует свои 17 камер, чтобы делать сотни фотографий каждый сол (марсианские сутки), и в общей сложности передал на Землю более 780 000 снимков. Учёные анализируют их, а операторы миссии тем временем решают, куда марсоходу отправиться дальше.

В честь 5000-го дня бесстрашного марсохода на Красной планете мы собрали 10 самых знаковых фотографий, сделанных «Кьюриосити» для землян.

Чтобы строительство и развитие крупных лунных баз стало возможным, их необходимо обеспечить местным производством. Стройматериалы — один из самых очевидных первых шагов: лунный реголит уже находится под ногами и может использоваться для создания различных конструкций и материалов.

Однако любая лунная инфраструктура, в том числе и производство стройматериалов, столкнется с проблемой. Ему нужно большое количество энергии. Привозить же целую солнечную электростанцию, чтобы делать кирпичи — не самая разумная стратегия. Куда оптимальнее потратить эту же энергию на производство солнечных панелей, энергия которых далее понадобится для масштабирования всей последующей лунной инфраструктуры.

В таком случае возникает вопрос. А точно ли можно производить солнечные панели непосредственно на Луне, используя местные ресурсы?

Давайте разберемся, какие проблемы приходится решать исследователям и компаниям, пытающимся реализовать эту идею.