Jak garstka hakerów chce podbić Księżyc?

Jak garstka hakerów chce podbić Księżyc?30.12.2009 14:11
Jak garstka hakerów chce podbić Księżyc?

Podczas 26. kongresu Chaos Communication Congress (26C3) w Berlinie trzon grupy Part Time Scientists w poniedziałek zaprezentował pierwszy model małego zrobotyzowanego pojazdu do krótkofalowego rozpoznania satelity Ziemi.

Podczas 26. kongresu Chaos Communication Congress (26C3**)
w Berlinie trzon grupy **Part Time Scientists w poniedziałek zaprezentował pierwszy model małego zrobotyzowanego pojazdu do krótkofalowego rozpoznania satelity Ziemi.

Ekipa jest w trakcie przygotowań do wysłania łazika na Księżyc, co ma jej umożliwić zwycięstwo w rozpisanym w 2007 rok u konkursie Google Lunar X Prize. W ostatecznej wersji pojazd budowany przez konstruktorów ma dysponować czterema kołami skręcającymi o 36. stopni, podstawą do kamery wideo HD, komputerem sterującym, przestrzenią ładunkową i baterią słoneczną zaopatrującą pojazd w energię z dwiema zintegrowanymi antenami do łączności radiowej. Łączna masa aparatu osiągnie poniżej 5 kilogramów. Urządzenie musi być gotowe najpóźniej w roku 2012.

288772063064570003

Warunki ostatniej rundy są ściśle ustalone. Zwycięski łazik musi pokonać za pomocą rakiety prawie 40. 000 kilometrów dzielących Ziemię od Księżyca, z powodzeniem wylądować w środowisku pozbawionym atmosfery i pełnym głębokich kraterów, po wylądowaniu pokonać dystans co najmniej 500 metrów i zrealizować mooncast, czyli transmisję składającą się z sygnałów wideo w wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym odbieraną na Ziemi. Nagrody specjalne są przewidziane wtedy, gdy pojazdowi uda się przetrwać księżycową noc z 320-stopniową amplitudą temperatur (od 160 do –160 stopni Celsjusza), jeśli wykona zdjęcia śladów lądowania pojazdów księżycowych Apollo albo jeśli pokona odległość pięciu kilometrów.

Wszystkie te wytyczne chcą zrealizować samozwańczy zespół "naukowców na pół etatu", w skład którego oprócz 8 najbardziej aktywnych badaczy wchodzi jeszcze 2. osób. Wśród nich znajdują się między innymi specjaliści od informatyki, inżynierowie, studenci, technicy łączności radiowej, ekonomiści, eksżołnierze, a także byli uczestnicy misji Apollo. Jest nim np. Jack Crenshaw, który wziął udział w prezentacji za pośrednictwem Skype’a i wypowiadał się na temat trudności z wytyczeniem trajektorii lotu oraz znacznie większych możliwości obliczeniowych, niż te, które były do dyspozycji w latach 60. Do partnerów ze świata biznesu zaliczają się Texas Instruments, Schneider Kreuznach i wydawnictwo O'Reilly. Pierwszym produktem ubocznym prac nad lotem księżycowym, w których wszyscy uczestnicy biorą udział w czasie wolnym, okazuje się rozproszona sieć do komunikacji w kosmosie.

W odróżnieniu od reszty zespołów, które na razie podjęły wyzwanie, ekipa Part Time Scientists zdystansowała się od marzeń o budowie własnej rakiety. W tym celu potrzebny byłby budżet liczony w miliardach, a nie w milionach – uważa szef zespołu Robert Böhme. Dwudziestotrzyletni specjalista od sieci wskazuje na komercyjne firmy świadczące usługi transportu kosmicznego takie jak SpaceX; rozwiązaniem ratunkowym może też być NASA. Zespół chce zastosować w projekcie, a także w samym łaziku, który jest jego głównym celem, możliwie jak najwięcej zdobyczy najnowszej techniki.

Jak twierdzi Böhme, za komputer pokładowy ma służyć zintegrowany układ wykorzystujący metodę FPGA (Field Programmable Gate Array), albowiem jest on mniej podatny na usterki niż tradycyjne jednostki sterujące. Ogólnie rzecz biorąc, stosowane są tutaj jedynie takie wysokowydajne elementy, które spełniają kryteria HiRel. Ekipa sama zbudowała już odpowiednie jednostki pamięci. Jak tłumaczy współpracownik Roberta Böhme –. Arne Reiners, układy HiRel są sprawdzone w temperaturach jedynie pomiędzy –55 a 125 stopni Celsjusza. W związku z tym konieczne są dodatkowe testy nie tylko z udziałem poszerzonego zakresu temperatur, ale też biorące pod uwagę inne ryzyko, takie jak niekorzystne promieniowanie składające się z fal protonów i neutronów. Procesor FPGA będzie dysponował między innymi rdzeniem PowerPC, dwoma złączami Ethernet, pamięcią dla bootloadera, innymi złączami dla czujników i ewentualnie także zegarem czasu rzeczywistego.

Aby umożliwić przesyłanie strumienia danych wideo, zespół opracował system do Cloud Communication, który podobnie jak cloud computing ma działać na bazie rozproszonej sieci pojedynczych małych stacji nadawczych i odbiorczych. W komunikacji w kosmosie do pokonania wielkich odległości niezbędne są przede wszystkim wysokie moce nadajników i duże anteny. Poza tym jedna jedyna stacja bazowa na Ziemi nie będzie w stanie stale utrzymywać kontaktu ze statkiem kosmicznym albo z Księżycem.

Konstruktorzy rozwinęli więc koncepcję stacji bazowej określanej jako Link Station, która pracuje również na bazie kontrolera FPGA oraz standardowego talerza satelity o średnicy 9. centymetrów i podłączonego do niej komputera z systemem Linux. Według Böhmego takie jednostki mają być połączone z działającą na ich zapleczu centralną, bardzo wydajną magistralą, która będzie przydzielać częstotliwości poszczególnym stacjom. Przy wygenerowaniu odpowiednio dużego zbioru da się w ten sposób osiągnąć moc analogiczną do tej, którą dysponują obecnie największe na Ziemi anteny o średnicy ponad 30 metrów. Konstruktorzy stawiają sobie za cel stworzenie sieci ze 100 takich węzłów wraz z funkcjami backupu obejmującej zasięgiem cały glob. Już nawet 15 stacji bazowych połączonych w wirtualną sieć anten mogłoby osiągnąć przepustowość łączności z Księżycem na poziomie około 50 Mb/s pobierania i 50 kb/s wysyłania. W komunikacji na odcinku między Ziemią a Marsem maksymalna osiągana obecnie przepustowość to 5 Mb/s (downstream).

Technicy chcą zacząć od 15 stacji bazowych w roku 2010. Powierzchnie do rozmieszczenia 100 stacji zostały oddane do współużytkowania przez dwie firmy. System będzie podlegał licencji Creative Commons, tak aby wszyscy zainteresowani mogli w łatwy sposób wziąć udział w projekcie. Dla potrzeb synchronizacji pakietów danych przewidziane jest ich dystrybuowanie na podstawie znaczników czasowych, które będzie skoordynowane z danymi z odbiorników GPS. To ułatwi ewentualną reorganizację sieci.

Oceń jakość naszego artykułuTwoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
Udostępnij:
Wybrane dla Ciebie
Komentarze (57)