Mintis, kad ant jūsų stalo stovintis kompiuteris yra nepalyginamai galingesnis už tuos, kurie valdo Marsą tyrinėjančius zondus “Spirit” ir “Opportunity”, ne tik glosto savimeilę, bet ir kelia nuostabą. Nejau 820 milijonų šiai misijai paskyrusi NASA nusprendė sutaupyti marsaeigių techninės ir programinės įrangos sąskaita?
Kaip įsivaizduotumėte Marso užkariavimui skirtų kompiuterių technines specifikacijas? Juk tai turėtų būti maksimalų patikimumą užtikrinančios perteklinės sistemos su našiausiais procesoriais, gigabaitais skaičiuojama darbine atmintimi, įspūdingo dydžio duomenų talpyklomis, bent megabitine ryšio kanalų pralaida, kurias valdytų patikimiausia Žemėje operacijų sistema ir taikomosios programos su idealiai nušveistu kodu. Tačiau iš tikrųjų marsaeigiuose veikianti kompiuterinė įranga pagal daugelį parametrų net iš tolo neprilygsta masinės gamybos kompiuteriams. Kitas dalykas, ar galima tai vadinti trūkumu…
Tačiau pradėkime nuo pradžių. “Spirit” ir “Opportunity” technines charakteristikas (tiesa, gana šykščiai) apibūdinantys NASA tinklapiai ragina neturėti iliuzijų dėl perteklinių (redundant) marsaeigių elektroninių sistemų. Pasak NASA, atsargumą šiuo atveju užtikrina ne kompiuterių dubliavimas, o tai, kad į Marsą iš karto siunčiami du zondai. Abu turi po vieną ir lygiai tokį patį kompiuterį su 20 MHz 32 bitų “RAD 6000” procesoriumi (kiek perdirbta IBM “Power PC” versija, 1980-ųjų viduryje naudota “Macintosh” kompiuteriuose). RAD 6000 našumas - apie 20 mln. instrukcijų per sekundę (palyginkite tai su savo turimu procesoriumi). Marsaeigių kompiuteriuose įdiegta po 128 MB DRAM darbinės ir 256 MB pastovios “flash” atminties. Sistemą valdo bendrovės “Wind River” (www.windriver.com) sukurta įterptoji realiojo laiko OS “VxWorks”, kuri pirmąkart buvo pritaikyta darbui su RAD 6000 procesoriumi 1995 m., kai buvo ruošiamasi “Mars Pathfinder” misijai. Ši komercinė OS NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos Pasadenoje (www.jpl.nasa.gov) inžinierių buvo pasirinkta dėl jos patikimumo.
Svarbiausias motyvas, dėl kurio NASA ir šį kartą pasitelkė prieštvaninius RAD 6000 - tai, kad jie labiausiai atsparūs kosminei radiacijai ir labai gerai užsirekomendavo ankstesnėse kosmoso tyrinėjimo misijose. Šiuo metu įvairiose NASA kosminėse ekspedicijose naudojama apie 150 kompiuterių su RAD 6000.
Pagrindinės 15x23 cm dydžio abiejų marsaeigių kompiuterių plokštės apsaugotos priešradiaciniais skydais, kurių varžos ir kondensatoriai įžemina elektroniką galinčią pažeisti spinduliuotę - rentgeno ir gama spindulius, didelės energijos kosmines daleles. Jei ne radiacinė apsauga, marsaeigių pagrindinėse plokštėse kiltų trumpieji jungimai, atsirastų netikrų bitų ar elektronika išvis sudegtų. Pasak NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos inžinierių, sąlygos, kurias patiria marsaeigių kompiuteriai kelionės kosmosu metu, gali būti palyginamos su jų veikimu uždarius į mikrobangų krosnelę.
Kita pasiteisinusio JPL specialistų konservatyvumo išraiška - dešimtmetį kartu su RAD 6000 naudojama operacijų sistema “VxWorks”, valdžiusi ir tebevaldanti NASA ir Europos kosminės agentūros rengiamų misijų įrangą. Ši OS veikia daugiaprograminiu režimu ir optimaliai paskirsto procesoriaus laiką įvairioms programoms. Be to, “VxWorks” leidžia realiuoju laiku įdiegti iš Žemės atsiųstus programinius papildymus, kurie būtini pereinant prie suplanuotų misijos etapų ar iškilus reikalui spręsti nenumatytas užduotis. Juos įdiegus sistemos nereikia kaskart perkrovinėti - tai padidina patikimumą.
Dar viena ypatybė, leidžianti pajusti savo namų ar biuro kompiuterio pranašumą - marsaeigių ryšio sparta. “Spirit” ir “Opportunity” duomenis tiesiogiai į Žemę gali perduoti nuo 3,5 iki 12 Kb/s sparta, kuri atrodys apgailėtina net ir tebenaudojantiems senesnius modemus. Tiesa, siųsti duomenis į aplink Marsą skriejančius NASA palydovus galima kur kas greičiau - iki 128 Kb/s.
Beje, ar kompiuterių salono pardavėjas, kurį kamantinėjote apie nusižiūrėto skaitmeninio fotoaparato megapikselių kiekį, jums nesakė, kad ne tai yra svarbiausia? Jis buvo teisus: puikios kokybės Marso nuotraukas perdavusių “Spirit” ir “Opportunity” panoraminės kameros turi tik 1 mln. vaizdo taškų CMOS matricas. Ar gali jos lygintis su jūsų turimais 3 ar 5 megapikseliais? Gali: nors panoraminės kameros turi keliskart mažesnį vaizdo elementų kiekį, tačiau pačios matricos, palyginti su buitiniais fotoaparatais, yra kone dvigubai didesnės (12x12 mm).
Pridėkime dar specialiai Marso žvalgams pagamintą optiką ir vargu ar benustebins galimybė internete pamatyti (http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/press/spirit/20040106c.html) svetimo pasaulio peizažus taip ryškiai ir aiškiai, tarsi patys žvelgtume į tolį atsistoję prie “Spirit”. NASA šias nuotraukas vadina pačiais geriausiais kada nors gautais Marso paviršiaus atvaizdais. Jei nusivilsite horizonte nepastebėję marsiečių, dirstelėkite štai čia (http://www.enterprisemission.com/spirit.htm) arba čia: (http://www.enterprisemission.com/spirit2.htm) - “Spirit” atsiųstose nuotraukose toli gražu ne viskas taip nuobodu…
