И никакой электроники...

[vitus_wagner]

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2017-228&rn=news.xml&rst=6933

В JPL разрабатывают концепт-проект венерианского ровера, не содержащего ни одного электронного компонента.
Только механика, только хардкор. А то полупроводники не выживают при температуре 500 градусов, а электронным лампам, вероятно, противопоказаны 90 атмосфер.

Предложено даже решение для задачи передачи собранных этой машиной научных данных. Механически поворачиваемый радарный отражатель, облучаемый радиосигналом со спутника будет передавать информацию азбукой Морзе. Если бы не венерианские облака, можно бы было гелиограф использовать.

Comments

[andrzejn]

Вау.

[alll]

Жалко, что на шестерёнках, а не на пневмонике. :)

[vitus_wagner]

Подозреваю что у пневмоники тоже будут проблемы при венерианских температурах и давлениях.

[alll]

А у шестерёнок проблемы даже без венерианской температуры. :) Ну собственно отсутствие сколь-либо вменяемых автономных дронов до совсем недавнего времени как бы намекают нам, что проблемы там будут с чем угодно альтернативным. Но у пневмоники хотя бы компактность и быстродействие побольше должны быть.

[legolegs]

Быстродействие нужно при ловле блох, которых на Венере нет [источник?]

Марсохода очень неторопливо действуют и оттого до сих пор функционируют.

[alll]

"Кто понял жисть, тот не спешит", ага. Только с быстродействием на шестерёнках оно кодирование данных для передачи картинки 1000х1000 закончит примерно к вашим похоронам.

[alll]

> Марсохода очень неторопливо действуют и оттого до сих пор функционируют.

Причём управление до сих пор действующих марсоходов - на вполне себе быстродействующей электронике (тактовая частота сотни мегагерц емнип). :)

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

Да, вот людям делать нечего!

[vitus_wagner]

Зато, когда сделают, будет чем разгребать радиоактивные развалины на Гуаме. Ни ионизирующего излучения, ни ЭМИ оно не боится.

[qkowlew]

Насчёт "не боится" - радиационную деградацию материалов никто всё-таки не отменял...

Но да, смысл есть.

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

Боится. При сравнимом быстродействии -- как бы не большэ радиацыонно-устойчивых КМОП.

[qkowlew]

Как жаль, что Ганс Форальберг - только персонаж компьютерной игры...

[dzz]

Это пока декларация о намерениях. Очень хочу посмотреть на механокомпьютер (без MEMS-компонент, естественно), достаточно сложный для осуществления осмысленной миссии на Венере.

Отдельно интересен источник энергии для такого аппарата, способный работать в венерианских условиях.

Кстати, было бы интересно сделать CAD для проектирования вычислительных механизмов на пружинах и шестернях из стандартных логических блоков для последующей автоматизированной нарезки и сборки ;)

[vitus_wagner]

Компьютер, естественно, надо делать аналоговый. Цифровой потребует слишком много элементов.
Поэтому CAD для проектирования из стандартных логических блоков вряд ли поможет.
А с источником энергии там и правда все плохо. Пишут что-то про воздушную турбину, но по-моему там у поверхности с ветрами плоховато.

[dzz]

Можно сделать атомный реактор с "венерианским" (т.е. жидким при 500-600 градусах) теплоносителем и активной зоной, создающей достаточный градиент температур для работы тепловой машины. Это будет настоящий годный венерианский СТИМпанк :)

[vitus_wagner]

Гораздо интереснее, что можно использвоать в венерианских условиях в качестве рабочего тела для паровой машины. Теплоноситель-то фигня, от него фазовых переходов не требуется. А от рабочего тела - требуются.

[dzz]

Вода точно не подойдёт - при венерианском атмосферном давлении порядка 90-95 бар температура кипения - всего 300 градусов Цельсия.

[vitus_wagner]

При венерианской температуре вообще не имеет смысла вести речь о фазовых переходах воды. Там температура воздуха выше критичекой температуры воды, поэтому давление уже пофиг.

[alll]

Двигатель Стирлинга не требует расхода рабочего тела, да и просто из атмосферы зачерпнуть можно.

[livelight]

> СТИМпанк

Зашёл сюда написать это слово :)

[alll]

При такой плотности атмосферы сойдёт даже небольшая скорость ветра. :)

[qkowlew]

Ну вот вариант.

Источник энергии - колебания температур.

Основной элемент преобразования энергии - два стержня с разными коэффициентами теплового расширения, с храповым механизмом.

Накопитель энергии - перемещение груза в гравитационном поле планеты.

Использование энергии - перемещение лёгких элементов механизма.

Измерение температуры - биметаллический уголковый отражатель, изменяющий геометрию в зависимости от температуры. То есть стоят два отражателя - эталонный, из одного металла. И измеряющий. Освещаем радаром - получаем два разных сигнала. По сравнению величины отражённого сигнала определяем текущую его температуру.

Пока вот ничего не могу придумать разумного что бы такое устройство ещё могло делать.

[dzz]

> Источник энергии - колебания температур.

Тут будет как с ветряными движителями на Земле. Есть градиент - устройство работает, нет - не работает. Большой градиент - работает быстро, небольшой - работает медленно.

Можно, конечно, придумать накопитель "а-ля помесь ветряной мельницы с пружинно-храповым механизмом", который постепенно "взводится", а по достижении определённого запаса энергии позволяет роверу работать с фиксированной мощностью какое-то время.

[vitus_wagner]

По-моему, там довольно плохо с колебаниями температуры.

Учитывая:
1. Очень плотную атмосферу
2. Практическое отсутствие суточного цикла
3. Постоянную облачность
4. Ветра в стратосфере, огибающие планету меньше чем за двое суток и переносящие тепло по всей планете.

[vitus_wagner]

Разрешающая способность радара явно больше размеров аппарата. Поэтому не получится считывать значения непосредственно с орбиты. Придется угол разворота биметаллической пластины запоминать в каком-нибудь механическом запоминающем устройстве и передавать потом азбукой морзе. Причем именно потом, поскольку надежды на то что в требуемый момент измерения температуры как раз уголковый отражатель будет облучен спутниковым радаром - мало.

[nicka_startcev]

есть стандартные КАДы для проектирования микросхем. есть даже бесплатные (qflow). в принципе, ничего не мешает описать библиотеку механических компонентов и скормить этому софту, а он сам расставить все 'триггеры' и 'питание'.

[dzz]

Правда, нужно ещё сами элементы и способы механической связи между ними сконструировать. Думаю, это - самое сложное.

[hellmaus]

Мне кажется, что проблемы с лампами преувеличены. Удерживать земное давление в маленьком объеме приборного отсека можно очень долго.

Я тут прикидывал конструкцию грунтозаборного зонда для Венеры без электроники. Вырисовывается бур с приводом от супермаховика и надуваемые по таймеру или по завершению бурения баллоны с гелием.

[gja822]

Мне тоже кажется, что лампы ещё могли бы послужить в подходящей оболочке.

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

Да в общем-то понятно, что никто не ожыдает практического применения этой затеи в такой области. Это так, разминка для инжэнеров, плюс описание проблем на будущее, плюс ну мало ли что накопают в этом направлении -- вдруг где пригодится.

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

Ну, то есть на самом деле проблемы преувеличены и с лампами и с полупроводниками. Понятно, что сегодняшние лампы с рынка и большынство (не все) сегодняшних пп приборов с рынка работать в таких условиях откажутся. Однако такжэ понятно и почему они откажутся и что надо делать чтобы работали.

PS Более того, первая причина отказа пп приборов при такой температуре -- термическое расшырение корпуса, его коробление и оплавление, вторая -- отпаивание контактов. Нестабильность кремния (твёрдого раствора легирующих добавок в кремнии, хе-хе) по-моему ужэ будет проявляться только в отдельных датчиках, на которые всякий там радиацыонно обработанный материал идёт. Так-то КМОП-структуры вроде неплохо стабилизированы, и характерные температуры для легирования вроде градусов 900 цэльсия.
Вопросы токов утечки в простых приборах можно решыть изменением рабочей точки и навешыванием радиаторов.
И гораздо большэ возможностей появляется, если у тебя своя технологическая линия для состаривания материала и свои разработчики под устройства для данной температуры.

[vitus_wagner]

Насколько я понимаю, разрушение p-n переходов в результате теплового пробоя происходит при температурах много ниже, чем "комнатная" на Венере.

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

Если про окружающую температуру -- то да, она обычно 20-30 градусов цэльсия когда происходит тепловой пробой. Попросту комнатная на Земле. Много нижэ, чем комнатная на Венере.

А внутри там большэ тысячи. Поскольку оно лавинообразно развивается повышэние температуры -- генерацыя собственных носителей заряда -- уменьшэние сопротивления -- увеличение мощности -- повышэние температуры. И развивается до того, что кремний испаряется со взрывом. Ну, иногда вроде не кремний, а всякие корпуса там вокруг, но если корпус соответствующий -- то кремний.

Но это, как я говорил, выбор рабочих точек работы транзисторов.

[vitus_wagner]

А вот температуру - нельзя. Через достаточно небольшое время оно нагреется до температуры окружающего воздуха.

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

На самом деле тожэ не факт, холодильник на 50-200 ватт и умньшэние абсолютной температуры вдвое -- как говорится, не rocket science.

[vitus_wagner]

Абсолютной температруы вдвое? С 800К до 400К? Что-то не верится мне, что оно так сколько-нибудь заметное время проработает. Тем более, что по меркам энергетики нынешних космических аппаратов 200Ватт это дохрена. Это половина мощности Curiosity.

[tzirechnoy [lj.rossia.org]]

Да, абсолютной. Да, где-то с 800 до 400. Во-первых, на такое дело можно и половину отдать, во-вторых -- ну Curiosity много и не надо было, а так -- у следующего марсохода вроде ядерный реактор будет и десятки киловатт, да?

PS Но, конечно, на Венере сначала имеет смысл детально исследовать "обитаемую зону" -- слой атмосферы с примерно 300К температурой, примерно земным давлением и странными облачками.

[fhunter]

Были микроконтроллеры работающие при 250С:
http://www.tekmos.com/products/80c51-microcontrollers/tk80h51-250-c-microcontroller
Правда характеристики и скорость грустные совсем :(

[vitus_wagner]

Вот-вот 250C и очень грустные характеристики. А для Венеры-то надо 500.

[fhunter]

А если совместить с предыдущим предложением о холодильнике? (Внешнюю память, по той же технологии что и контроллер тоже можно делать. По архитектуре туда идёт 64к + 64к - код и данные).
Но механика любопытнее, да. Кстати - а если релейный вычислитель дополненный механикой? По точке Кюри вполне проходит.

Ну и ещё вспоминается вот эта статья: https://hpi.de/fileadmin/user_upload/fachgebiete/baudisch/projects/metamaterial/digital-metamaterials/2017CHI_Digital_mechanical_metamaterials.pdf
С логикой на механике.

[slobin]

То есть, они забыли, почему в реальности не было компьютеров на шестерёнках сложнее difference engine, да и та в одном экземпляре? (не путать с analytical engine, которой вообще не было) Подсказка: надёжность. Особенно при наличии отсутствия живого механика в пределах планеты. Но даже и с ним аналитическая машина -- на грани допустимой сложности.

... Чёрный кофе с молоком и яичница всмятку ...

[dzz]

Там ещё и потери энергии на трение будут огромны при большом количестве шестерёнок.

[vitus_wagner]

А им надо - сложнее-то? Может лучше проще.

[livelight]

Кстати, этот самый живой механик имеет встроенный вычислительный механизм посложнее аналитической машины. Может, им там лучше подумать в сторону биороботов для здешних условий, а потом об аналоге органики, адаптированном к условиям Венеры?

[webushka]

В JPL, видимо от безделья и тлетворного влияния Маска, какая-то фантазийность и стимпанковость повылазила.
Ничего, когда реально потребуется зонд на венеру - сразу вспомнят, что и давление не очень-то страшное (в океане у нас под давлением 1000 атмосфер роботы ползают и даже манипуляторами щёлкают), и температура-то так себе (сброс температуры кучей способов: от многоступенчатых тепловых машин, до лазерных излучателей с тепловой накачкой - заодно и атмосферу пробъёт, и сигнал передаст).