Вы не задумывались, как работают космонавты на орбите? Какими компьютерами и программным обеспечением они пользуются? Чем космические технологии отличаются от земных?

В космос без компьютеров

Сейчас это может показаться безумием, но полет первого человека в космос сопровождали ученые с логарифмическими линейками, а не суперкомпьютеры. Конечно же, и в СССР, и в США в 50-е годы уже были первые ЭВМ, но их работу дублировали люди.

Первая в СССР серийно выпускавшаяся ЭВМ — «Стрела», отвечавшая за расчет точной траектории полетов космических аппаратов, — занимала площадь 300 квадратных метров, а ее потребляемая мощность составляла 150 кВт.

Основным поставщиком компьютерной техники для космоса в США была компания IBM. Отправку первых американцев в околоземное пространство и на орбиту Земли обеспечивали математическими расчетами сразу четыре ее компьютера. Стоимость каждого — 2,9 млн долларов.

Удивительно, но сами летательные аппараты компьютеров не имели. Вся «начинка» американских и советских ракет была аналоговой. Первый компьютер отправился в космос лишь в 1965 году на американском пилотируемом корабле серии Gemini. С тех пор технологии ушли далеко вперед.

От рассвета до заката и обратно

В 90-е годы, после распада Советского Союза, в отечественной космической промышленности начался глубокий кризис. Финансирование сократилось на 80 %, в результате чего отрасль потеряла большую часть квалифицированных кадров.

Активные попытки восстановления космической промышленности начались в двухтысячных годах. Многие компании стали экспортировать свою продукцию, создавать совместные предприятия с зарубежными партнерами.

Позднее финансирование значительно увеличилось. Благодаря государственной поддержке и амбициозным планам России по освоению космического пространства в отрасли начались существенные преобразования.

Обзор российского и зарубежного ПО для космической отрасли

Исторически сложилось так, что большая часть отечественного программного обеспечения написана не IT-профессионалами, а физиками, математиками и инженерами. Первые и вторые «перекладывали» свои знания на языки программирования, а последние имели образование, связанное с летательными и космическими аппаратами.

Как правило, использовались языки программирования C, C++, Java. В некоторых проектах применялись ADA, Fortran и Lisp, реже — Python и Assembler.

В США космическое программное обеспечение стремились коммерциализировать. Не так давно Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) выложило для бесплатного использования каталог своего ПО за 2017-18 годы. Он включает разработки, необходимые для конструирования дронов, организации связи между наземными и космическими объектами, обработки изображений и прочее.

Информация разбита по категориям: «Аэронавтика», «Системное тестирование», «Структура и механизмы», «Жизнеобеспечение» и многое другое. Большинство программ связано с запуском летательных аппаратов, исследованиями и моделированием планет. Однако они могут быть использованы и для наземных направлений.

Например, MacDoppler для macOS и Nova для Windows предназначены для отслеживания спутниковых пользователей. ПО позволяет получать аналитику, управлять спутниковой антенной через специализированный интерфейс, настраивать радиостанции с автоматической доплеровской коррекцией и так далее.

Цифровые спутниковые программы для поддержки пакетных спутников WiSP и UISS автоматизируют работу станции, передачу и прием сообщений и бюллетеней. ПО работает под Windows. Разработчики — Amsat North America и Guy Roels.

«Роскосмос» о собственном программном обеспечении, используемом на космических кораблях и в центре управления полетами, предпочитает не распространяться. Тем не менее, можно утверждать, что госкорпорация начала работать в условиях импортозамещения значительно раньше, чем это стало национальным трендом. Кстати, о том, какие российские разработки доступны в рамках данной инициативы, можно почитать на нашем сайте.

Антивирусы для космонавтов

Как такового доступа в интернет на МКС нет. Космонавты и астронавты могут серфить и вести свои аккаунты в социальных сетях, но происходит это следующим образом.

При обращении пользователя к какой-либо странице, он, по сути, запрашивает доступ к некому файлу с инструкциями. Получив его, браузер в соответствии с настройками загружает дополнительные файлы из Интернета, затем преобразуя их в читабельный вид. В результате, когда член американского экипажа открывает страницу, он на самом деле через удаленный рабочий стол видит изображение, отрисованное на компьютере в Хьюстоне. При таком подходе можно обеспечить высокую степень безопасности и возможное заражение останется на Земле.

Еще один из каналов распространения троянцев — электронная почта, и тут отрисовкой не обойдешься. В ход идет тяжелая артиллерия. Письмо приходит на почту NASA, где тщательно проверяется, а затем отправляется на файрвол. Далее оно изучается операторами в Центре управления полетами и только после этого посылается адресату.

Вирусы могут проникнуть и через съемные устройства. Но космонавты — люди дисциплинированные, и вряд ли на борт попадут зараженные флешки. Кстати, здесь можно узнать, какими были первые компьютерные вирусы и антивирусы и что сегодня умеют самые продвинутые из них.

Первое преступление в космосе

Астронавт NASA Энн Макклейн, претендентка на звание первой женщины-военнослужащей на Луне, находясь в космосе, просматривала данные о банковском счете своей жены Саммер Уорден. Супруги, вместе воспитывающие пасынка, начали оформлять развод незадолго до отправки Энн на станцию.

Саммер, офицер разведки BBC США, случайно обнаружила, что при незаконном входе в аккаунт использовался её личный логин и пароль. Она обратилась в банк с просьбой установить местоположение компьютера, с которого была выполнена операция. В результате расследования выяснилось, что он принадлежит NASA.

Астронавт не стала отрицать очевидный факт. Она объяснила, что хотела проверить, достаточно ли на счете средств для содержания ребенка.

Сейчас NASA, как единственный представитель власти в данной ситуации, продолжает расследование. Американский сегмент МКС хоть и является территорией США, однако не приписан ни к одному штату. В случае если обвинения в адрес Макклейн подтвердятся, то ее будут судить по американским законам, так как на членов экипажа МКС распространяется их национальное законодательство. Это правило несколько лет назад совместно установили Россия, Евросоюз, Япония и США. Однако ранее никаких подобных юридических нарушений на орбите не фиксировалось.

Ошибки и их последствия

В ноябре 2018 года на одном из компьютеров Международной космической станции произошел сбой программы. В результате была проведена перезагрузка бортового компьютера. Как отметил «Роскосмос», это не повлияло на работу станции и ее экипажа.