РадиоЛоцман - Все об электронике

Нет электроники - нет посадки на Луну

Журнал РАДИОЛОЦМАН, сентябрь 2019

ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

George Leopold

EE Times

У Советов были более мощные ракеты-носители, способные взять больше полезной нагрузки, но решающим в достижении Луны к концу 1960-х годов оказался акцент США на снижении веса и на развивающемся секторе электроники

Относительно ничтожная вычислительная мощность компьютеров, доступная инженерам проекта Apollo в 1960-х годах, делает их достижения гораздо более впечатляющими.

Как и во всех аспектах конструкции Apollo, решающим фактором был вес. Использование маломощной электроники помогло гигантской ракете-носителю Сатурн-5 «уложиться в норматив» веса и выдержать крайний срок пилотируемой посадки на Луну, установленный президентом Кеннеди на конец десятилетия.

Для обновления данных, хранящихся на этом компьютере [Управляющий компьютер Apollo], который вычислял скорость и местоположение космического корабля, астронавты использовали астрономические наблюдения.
Для обновления данных, хранящихся на этом компьютере [Управляющий компьютер
Apollo], который вычислял скорость и местоположение космического корабля, астронавты
использовали астрономические наблюдения.

Организатором и координатором титанических усилий по разработке и интеграции появляющихся полупроводниковых технологий в системы Apollo, такие как великолепный управляющий компьютер Apollo, была Лаборатория приборостроения MIT (Массачусетский технологический институт), позже переименованная в Draper Labs. Принятое в 1962 году решение о разработке управляющего компьютера с использованием интегральных логических схем было одним из первых решительных шагов.

Ключевыми поставщиками микросхем для управляющего компьютера были Texas Instruments, Motorola Semiconductor Products, Westinghouse Electric и, последняя по порядку, но не по значимости, компания Fairchild Semiconductor – инкубатор корпорации Intel.

Как только в 1962 году с производственных линий начали выходить микросхемы, инженеры MIT столкнулись с новыми проблемами организации снабжения. Эти проблемы они описывали следующим образом:

«Было сложно сохранить поставщика качественных интегральных микросхем в течение производственного цикла компьютера Apollo. Полупроводниковая индустрия была нацелена на непрерывное движение к «современному уровню», и это движение сопровождалось частыми изменениями технологических процессов, как непреднамеренных, так и преднамеренных. Постоянные изменения привели к неопределенности в функциональной стабильности, качестве, надежности и сроке службы полупроводниковых продуктов. Учитывая критические требования к надежности и сроку службы [управляющего компьютера] в системе Apollo, необходимо было разработать такой подход к закупкам микросхем, который обеспечивал бы поставку качественных компонентов».

Первоначально в качестве основного поставщика микросхем MIT выбрал Fairchild, особенно потому, что первопроходец в области производства микросхем мог доставить их из существующих запасов всего за несколько дней. Но поскольку после принятия решения о переходе с транзисторной основы на логические микросхемы разработка управляющего компьютера ускорилась, NASA и MIT обратились к дополнительным источникам, таким как Texas Instruments.

Логистика поставок микросхем NASA-MIT столкнулась с некоторыми ранними проблемами «детских болезней», что, однако, не стало неожиданностью в масштабе решения таких огромных технологических задач, как создание Apollo.

Согласно комментарию к проекту управляющего компьютера Apollo, TI не выдержала крайний срок поставки своих логических устройств. Но как только компания решила все проблемы технологического процесса, она стала основным поставщиком логических устройств для Apollo.

Motorola также не смогла обеспечить своевременную отгрузку микросхем, и «не стала приемлемым источником поставок», отмечается в комментарии.

Среди факторов, определивших высокую скорость проектирования и разработки элементов системы управления Apollo, были механические и электрические характеристики логических элементов. В конечном итоге MIT остановился на тех же требованиях, которые предъявлялись к логическим устройствам коммерческого назначения. При этом руководители программы пошли на экстраординарные меры, чтобы гарантировать, что компьютерные микросхемы обеспечивают беспрецедентный уровень надежности.

Стандартизация единого логического компонента также способствовала решению проблем надежности, которые имели первостепенное значение при использовании управляющего компьютера для доставки экипажей Apollo в нужную точку пространства, чтобы попасть на Луну через три дня после запуска.

Огромный объем логических микросхем, поставляемых подрядчику НАСА, быстро снизил цену одного логического чипа. Согласно диаграмме, опубликованной на сайте klabs.org, стоимость логических устройств, поставляемых Fairchild Camera, в период с декабря 1961 года по октябрь 1962 года упала со 120 долларов за штуку до 10 долларов.

Для обновления данных, хранящихся на этом компьютере [Управляющий компьютер Apollo], который вычислял скорость и местоположение космического корабля, астронавты использовали астрономические наблюдения.
Эта диаграмма показывает снижение цены на микросхемы, происходившее
в период закупок для оценки качества. (klabs.org)

Пример медленного, но неуклонного развития ранней электроники проявляется в полученном MIT от Westinghouse в марте 1963 года счете за 125 логических микросхем «ИЛИ-НЕ», проданных подрядчику Apollo по цене $77.60 за штуку.

Это было начало массового производства чипов, одним из стимуляторов которого стало решение отправить людей на Луну.

Когда в начале 1960-х годов сформировался облик бортового компьютера Apollo, НАСА готовилось к тому, чтобы догнать и перегнать Советы в космическом пространстве, выполняя все более сложные эксперименты – от встречи и стыковки до выхода в открытый космос и длительных полетов на выносливость. Ключевой причиной, по которой США вышли в лидеры во время проекта Gemini, были превосходные электронные компоненты и новые подходы к системной интеграции.

В резком контрасте, усилия создателей советской электроники во время космической гонки были беспорядочными. Согласно окончательному отчету историка космоса Асифа Сиддики (Asif Siddiqi) о советской космической программе, бюрократические распри и неразвитый сектор электроники не оставили шансов российским ракетчикам.

По словам одного из руководителей советской космической отрасли, которого цитирует Сиддики, «В конечном итоге наши космические радиоэлектронные технологии начали отставать от технологий американцев по срокам разработки, качеству и общему научно-техническому уровню».

У Советов были более мощные ракеты-носители, которые могли вывести бóльшую полезную нагрузку, но акцент США на снижении веса и развивающемся секторе инновационной электроники оказался решающим для достижения Луны к концу 1960-х годов.

Как любили говорить первые астронавты: «нет баксов, нет Бака Роджерса». (Бак Роджерс – вымышленный персонаж американских книг и комиксов космической тематики – ред.)

То же самое относится и к космическим технологиям: Нет электроники – нет посадки на Луну.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: No Electronics, No Moon Landing

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения (только последние 20 сообщений):Полный вариант обсуждения »
  • У Советов были более мощные ракеты-носители, которые могли вывести бóльшую полезную нагрузку....Очень любопытно. А википедия пишет, что советская Н1 поднимала на орбиту 95 тонн (правда, она так и не полетела), а Сатурн-5 - больше 140 тонн.
  • Какая там электроника? Если всё в упадке!
  • Ну начались прения на тему "великое прошлое - неопределённое будущее". Но, технари, давайте отбросим сентиментальную составляющую. Из всей лунной гонки, парни, можно извлечь много уроков. Например, когда в октябре 1957 года полетел наш спутник, в США люди пережили своего рода шок: как так, отсталые Советы и запустили спутник? И этот шок ощутила на себе и власть, которая в лице Джона Кеннеди тут же объявила [URL="https://ru.wikipedia.org/wiki/Аполлон_(космическая_программа)"]о запуске программы Апполон[/URL]. Но не нужно считать, что эта 10-летняя программа заключалась лишь в создании технологий для достижения Луны. Посмотрите стенограммы заседаний сената и встреч Кеннеди с "большими шишками" от промышленности. Они чётко понимали, что для полёта на Луну кардинально нужно менять почти всё: [B]от образования до условий кооперации предприятий[/B]. Посмотрите, сколько они миллиардов вложили в реформу системы образования в 1960х, сколько стипендий на инженерные специальности было выдано в США за этот период. Это лишь маленький пример. И цель была достигнута. С помощью [URL="https://ru.wikipedia.org/wiki/Браун,_Вернер_фон"]Вернера фон Брауна[/URL] или без, но тысячи и тысячи инженеров нужно было "воспитать". И это невозможно было сделать без широкого государственного участия. А уж создание новых отраслей промышленности, новых технологий - это побочные продукты перестройки системы образования и подготовки кадров вообще, а равно и слома "старой системы", прихода нового поколения людей с большим кругозором. Так, средний возраст 400 тысяч инженеров, работавших над программой Апполон, был 28-30 лет. [B]И это лишь часть общей картины![/B]. Принято считать, что в начале 1960х США находились в конце 15-летнего цикла "перестройки": создавались новые отрасли (ракетостроение и реактивная авиация), любой выпускник с инженерным дипломом гарантированно мог найти работу по специальности на быстрорастущем индустриальном рынке. И каждый их этих 28-30 летних парней, уж поверьте, имел за плечами куда больший практический опыт, чем нынешние инженеры того же возраста! В статье абсолютно справедливо говорится, что количество компаний, вовлеченных тогда в военную промышленность, помимо Boeng и Lockheed, было в разы больше. И любой "senior engineer" был куда больше инженер, чем нынешние senior. То же самое по сути тогда происходило в СССР, но с очевидными оговорками. Посмотрите на рост числа инженерных кадров в Союзе, если сравнить с США в тот период - две кривые почти совпадут. Поэтому самый главный урок, который можно извлечь из лунной гонки - это саму принципиальную возможность двух вещей: когда власть и народ посыпают голову пеплом открыто заявляя о своей отсталости, и когда государство тем самым признаёт необходимость кардинальных перемен, принимая все необходимые меры и действия. Но, чтобы посеять зерно созидания, нужна хорошая почва так или иначе.
  • Вспомнилось, в блоге у Виталия Егорова есть неплохая подборка ссылок с темой [URL="https://zelenyikot.livejournal.com/142992.html"]Люди на луне. Источники.[/URL] В его же блоге [URL="https://zelenyikot.livejournal.com/141381.html"]Изготовление плазменных двигателей в России.[/URL].
  • Ответа так и не слышал, зачем ее достигать? Прямо через 10 лет, зачем? Если это интересный для науки объект то он никуда не денется и будет еще долго летать по орбите. 10 лет это штурм для полета на Луну? Но ведь масса недоделок. Уровень техники того времени прямо скажем не космический. Я думаю это просто пиар-кампания по превосходству США во всем. Запуск спутника имеет практическое значение, запуск астронавтов на Луну не имеет такого значения. Могли ли они за 10лет существенно продвинуться? Думается что нет. Продвижение зависит от морали и культуры. 60-е годы война во Вьетнаме. Вот все что у них получается, плохо получается кстати. Потому что им хвост подрезали. Полет на Луну это такой театральный флешмоб, бравые парни летят на Луну. Не удивительно что программа заглохла и не возродится скорее всего. Для полетов в космосе надо сначала перевернуть всю физику и Эйнштейна замуровать и двигатели новые построить не на отбросе газа.
  • Никто не отрицает гонку вооружений. Формула в головах у генералов и маршалов была и остаётся простой: тот, кто достигнет господства в небе, будет управлять и землёй. Что тут сказать. Споры о бесполезности пилотируемой космонавтики идут с самого первого полёта человека в космос. Мол и постоянная обитаемая станция на орбите не нужна, и на Марсе человеку делать нечего. Но Вы немного лукавите, когда говорите о практическом значении. Микроэлектроника в быту и промышленности, новые материалы и технологии - всё это те самые [B]полезные "осколки"[/B] пилотируемой космонавтики, и в первую очередь программы Apollo. Поскольку упомянутые мной 400000 инженеров по завершению этой программы растеклись по разным компаниям и заводам. На их место пришли сотни тысяч других, кто работал над Шатлом. Подобно тому, как после распада Союза сотни тысяч и миллионы наших соотечественников, инженеров и конструкторов из закрытых НИИ и КБ, растеклись по всему миру. А до этого момента работа в Союзе на военку - это значит всё засекречено, закрыто, никаких возможностей претворить эти технологии в обычной жизни. Тут на форуме есть пара человек, которые разрабатывая электронику на оборонных заводах не могли себе позволить качественное жилье, но как только всё обрушилось - смогли применить свои знания и наработки на свободном рынке и за пару лет заработать на квартиры, машины. Это к слову о чём я вообще. Относительно Юрия Гагарина и всех последующих советских и русских космонавтов. Эти парни и инженеры, создававшие отечественную технику - безусловно герои и молодцы. Но есть одно но. Какую лично Вы или Ваши родители в 60х-80х годах извлекли пользу из всего отечественного космоса? [B]Кроме гордости, разумеется.[/B] Качественную бутовую электронику - нет, качественную одежду - нет, беспроводную связь - нет, качественные и доступные автомобили - тоже нет и т.д. Т.е. конечно ракеты в Союзе были не хуже, и броня крепка и всё такое. Но где, простите, [B]проекция этих технологий на жизнь простых людей[/B]? В Сверхдержаве так и не спромоглись сделать качественные джинсы - одежду рабочих, кстати. И какая практическая польза от распахивания целины (если зерно в 80х закупали в США), или от строительства БАМа, или от строительства Днепрогэса (вспомните затопленные чернозёмы). И т.д. Безусловно, сравнивать две системы невозможно и не нужно. Но все мы пользуемся тем техническим заделом, который, давайте скажем правду, был создан на западе. Одежда, электроника, бытовая техника, автомобили и куда не посмотри, даже стиль жизни "общества потребления". А иначе как вообще дать определение термину "Сверхдержава"? Если это страна, которая делает не только хорошие ракеты и танки, а автомобили, одежду, электронику и т.д. - это безусловно сверхдержава. Если это страна, в которой кроме хороших танков и ракет, увы, более ничего для сотен миллионов граждан не производится (утрирую) - возникают сомнения в сверхдержавности. Так они посыпают голову пеплом за Вьетнам. Посмотрите документалку [URL="https://www.imdb.com/title/tt1877514/episodes?season=1&ref_=tt_eps_sn_1"][B]The Vietnam War[/B][/URL]. Но не нужно забывать, что Союз снабжал и обучал вьетконг, а значит также несет ответственность за ужасы той войны. Иронично, но интересно как там поживает коммунизм зачёркнуто социализм во Вьетнаме, если Вы меня понимаете. Это вопрос политический. Программа возродится в тот момент, когда на планете появится второй полюс. Поскольку однополярный мир нестабилен, как известно.
  • НЕ НЕ, я не говорил что спутники не нужны и станция на орбите не нужна. НЕ ГОВОРИЛ! Я говорил что на Марсе делать нечего и на Луне тоже. Пока что. ))))))))))) Я бы не купил эти джинсы из принципа. Зачем мне американские штаны? Теперь не купил бы а когда молодой был то тянуло ко всему новому и тому что казалось новым. Насчет космоса я не спорю, надо, но строить бесполезные проекты типа кораблей ССВ33 или Бурана не следовало да и других бесполезных проектов много.
  • Да небыли пиндосы на Луне ! Эта нация всегда использовала Любые средства что бы получить халявные дивиденды. А главнвя их цель - это продолжать печатать деньги , за которые можно скупать реальные ценности. И за это они готовы на всё.
  • Войну выигрывает школьный учитель, а не генералы. (Отто Фон Бисмарк)
  • Вот только электроника до сих пор не решила проблему запаздывания радиосигнала на таких расстояниях. От Земли до Луны примерно 300 тыс. км. Соответственно паузы в переговорах Хьюстон-Луна должны быть не менее 2х секунд. А в "документальных"записях переговоров лунатиков с ЦУП их порой совсем нет. Или тогда инженеры создали такое быстрое средство общения(обойдя скорость света), а потом схемные решения были случайно потеряны вместе с случайно размагниченными пленками с оригиналами тв.записей с Луны? )))
  • испанский стыд...
  • Да хоть Португальский !
  • Не сомненно столько и есть а то что в записи их нет то кто мерял, вы с секундомером? Это мы не можем судить есть там задержки или нет, они конечно есть. А вот то что врут это чистая правда.
  • Поищите на ютубе, был и подробный анализ с секундомером.
  • Это точно? А как же [IMG]https://www.rlocman.ru/forum/images/icons/icon5.gif[/IMG]
  • Сто пудов! Там же я видел, что немцы еще в 1945 году сбежали на Луну задолго до американцев. Ищите видео на ютубе "железное небо".
  • Кстати на ютубе есть фильм киндзадза , посмотрите с 6-й по 15-ю минуту . Однозначно там более реалистичные посадки и взлёты на Луну, чем в съёмках наса.
  • "Путешествие на Луну" 1902 года покруче будет по реализму! ))
  • Я почему-то думаю, что если бы в Союзе на свернули в начале 70-х лунную программу, то сейчас не было бы разговоров о том, были американцы на Луне или нет :)
  • нашел в своей микроколекции неделю назад и просмотрел еще раз. фильм - класс.
Полный вариант обсуждения »