Космічні місії, які запускаються сьогодні, часто використовують процесори та системи управління, розроблені ще у минулому столітті. Як наголошує Kreschatic, посилаючись на Hackernoon, це пов’язано з високими вимогами до надійності та стійкості до випромінювання. Наприклад, навіть у 2016 році на Міжнародній космічній станції продовжували працювати процесори Intel 80386SX із частотою 20 МГц, які на той час уже були «ветеранами» серед електроніки. У той самий час у сфері «малого космосу» активно застосовуються дешеві рішення на базі Raspberry Pi та Linux-контейнерів, які дозволяють швидко створювати CubeSat і проводити експерименти на орбіті.
Секрет полягає у тому, що проекти космічної галузі схожі більше на будівництво атомної електростанції, ніж на запуск стартапу. Їхній цикл підготовки триває 7–10 років і включає численні етапи: від попереднього проєктування та тестувань до сертифікації за стандартами на кшталт DO-178C. Усе це робить використання перевірених технологій вигідним і безпечним варіантом, адже будь-який збій може коштувати мільйони і поставити під загрозу всю місію.
Чому технології оновлюються так повільно
Створення космічного апарата потребує унікальної точності й багаторівневої підготовки. На відміну від комп’ютера у дата-центрі, який можна замінити за кілька годин, супутник чи телескоп працює десятиліттями без фізичного доступу. Кожен вибраний інженерами компонент має пропрацювати весь термін служби — від 15 до 20 років і більше. Саме тому процес сертифікації і тестування займає роки.
Ретельні перевірки охоплюють не лише матеріали та обладнання, але й програмне забезпечення. Жоден рядок коду не може бути схвалений без доведення його відповідності стандартам і без перевірки надійності в умовах, максимально наближених до космосу. У результаті запуск нової технології може відкладатися на десятиліття, а тим часом інженери обирають старіші, але гарантовано працездатні рішення.
Приклад телескопа «Хаббл»
Яскравою ілюстрацією винятків є телескоп «Хаббл», запущений у 1990 році. Після виявлення дефекту дзеркала з аберацією усього 2,2 мікрони NASA здійснила одну з найскладніших ремонтних місій у космосі. У 1993 році астронавти встановили систему коригуючих лінз та оновлену камеру, завдяки чому апарат почав передавати чіткі знімки. У наступні роки проводилися ще кілька модернізацій, що продовжили життя «Хабблу» з планових 15 до понад 35 років.
Проте цей випадок залишається винятком. Більшість супутників не отримує другого шансу на ремонт. Якщо обладнання виходить з ладу, воно відправляється на «орбіту цвинтаря» або контрольовано знищується у Тихому океані в районі точки Немо. Це робить початковий вибір технологій критично важливим для тривалості й успішності місії.
Старі апарати та загроза космічного сміття
Частина старих апаратів продовжує працювати десятиліттями. Наприклад, американський Transit 5B-5, запущений ще у 1964 році, і досі передає сигнали. Це доводить, що навіть найпростіша електроніка минулого століття здатна функціонувати в екстремальних умовах, якщо має надійне джерело живлення. Водночас кількість космічного сміття стає дедалі більшою загрозою: за оцінками Європейського космічного агентства, на орбіті знаходиться понад 54 тисячі об’єктів більших за 10 см і понад 130 мільйонів уламків менших за 1 см.
Якщо ситуація погіршиться, може виникнути ефект Кесслера, що зробить навколоземний простір непридатним для використання. Це ще одна причина, чому космічні агентства дотримуються принципу «краще старе і перевірене, ніж нове і ризиковане».
Роль спеціалізованих процесорів і ОС
У космічних апаратах головне — стійкість до випромінювання і температурних коливань. Тому широко використовуються мікропроцесори на кшталт BAE RAD750, створені на базі IBM PowerPC 750. Попри застарілу технологію 250 нм, вони здатні витримувати найсуворіші умови. Ці процесори встановлені на марсоходах Curiosity та Perseverance, а також у телескопах.
Також важливу роль відіграють операційні системи реального часу (RTOS), такі як VxWorks чи RTEMS. Вони забезпечують безперервне виконання критичних функцій без затримок і збоїв. Ці ОС сертифіковані за космічними стандартами безпеки та довели свою ефективність у численних місіях NASA та ESA, тоді як для програмування застосовують спеціалізовані мови, наприклад Ada95 або профільований C.
CubeSat та революція доступу до космосу
Водночас відбувається революція у «малому космосі». CubeSat — супутники розміром 10×10×10 см і вагою до 1,33 кг — дозволили університетам і стартапам виходити на орбіту без багатомільйонних бюджетів. Використання комерційних комплектуючих (COTS) робить створення і запуск таких апаратів доступними та швидкими.
Завдяки CubeSat космос стає демократичнішим і відкриває нові можливості для науки й бізнесу. Але навіть у цьому секторі питання надійності залишається ключовим, адже будь-яка відмова апарата у космосі означає втрату всього проєкту.
Нагадаємо, раніше ми писали про шахрайські схеми у епоху ШІ та криптовалют.
