Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» №43 от 22 ноября 2005 года
Итак, начало 70-х. Успех программы Apollo-Saturn делает США безоговорочным лидером в космическом противостоянии с СССР. На орбиту с помощью носителя Saturn-V выводится обитаемая космическая лаборатория Skylab. Но дальше все уперлось в деньги. Слишком дорога стала транспортировка грузов на орбиту. Даже для американской экономики. Ведь шла война во Вьетнаме; продолжалась гонка вооружений с Советским Союзом, находившимся в зените геополитического могущества. И орбитальные экспедиции на Skylab с использованием дорогостоящих носителей Saturn-IB и кораблей Apollo оказываются вашингтонскому бюджету не по карману. Skylab забрасывается после трех экспедиций и шесть лет крутится вокруг планеты необитаемая.
Предвидя трудности, NASA еще в 1969 году заключает с четырьмя подрядчиками контракт на предпроектные исследования по ILRV - Integrated Launch and Reentry Vehicle (интегрированный аппарат для запуска и возвращения). Ключевое слово тут - «интегрированный», по образу и подобию интегральных схем, уже доказавших свою эффективность. Цель - добиться эффективности путем унификации, пусть даже конструктивно устройство и будет избыточным. Не огорчает же нас, что в матричном синтезаторе частоты радиоприемника, построенном на микропроцессоре, большая часть элементов не используется. Все равно он компактнее и надежнее гетеродина архаичных аналоговых аппаратов, построенного на одном активном и десятке пассивных элементов. Попробуем провернуть такой же трюк и в астронавтике. Пусть один аппарат и выводит на орбиту грузы, и возит пассажиров, и служит платформой для научных исследований и ремонта спутников. При этом пусть будет многоразовым (во всех своих элементах!) и вместительным - вот подлинная дорога человечества в космос!!!
Такие соображения и легли в основу программы американского многоразового космического аппарата. Стоимость орбитального рейса - вывод 29,5 т на орбиту высотой 180 км - была в 1971 году оценена в 5 млн. долларов. Но затраты на всю программу исчислялись уже десятью миллиардами в тогдашних ценах, с двухмиллиардным максимумом расходов в 1976-м и первым пуском в 1978 году.
Таких расходов не потянули даже Соединенные Штаты. Для снижения стоимости (ну очень хотелось уложиться в 4,5 гигабакса, тратя не больше миллиарда в год) пошли на компромисс - ввели в конструкцию будущего челнока одноразовые элементы - хорошо всем известный топливный бак. Расчетная стоимость пуска при этом возросла до 10-12 млн. долларов. Но это не пугало - близились выборы 1972 года, Никсону хотелось остаться в Овальном кабинете еще на один срок. И контракт в 2,6 млрд. долларов получила Rockwell International. Десятки тысяч новых рабочих мест способствовали переизбранию президента!
Однако природу не обманешь. И выражается это в экономических показателях! Полетел «Спейс Шаттл» лишь в 1981-м, опоздав на три года. Бюджет в ценах 1971 года был превышен на треть. Стоимость изготовления каждой орбитальной ступени возросла восьмикратно - с 250 млн. аж до 2 млрд. долларов. Перезарядить твердым топливом «многоразовые» ускорители обходится в 25 млн., а стоимость орбитального полета даже по первым двадцати стартам в 1981-85 гг. составила 257 млн. долларов. Частота запусков не превышала девяти в год, а реально, даже перед последней катастрофой «Колумбии», летали пять-шесть раз…
Результаты же ИТ-отрасли прямо противоположны. Несмотря на инфляцию, цены падают, а объемы продаж и прибыль растет. Говорить же о стоимости вычислительных операций просто неприлично - до того она низка.
Почему? Ведь фейерверк технологических новаций, примененных в челноках, впечатляет!
Несомненно, все дело в экономике. Основа ИТ-процветания - использование цифровых схем, выполняющих массовые вычислительные операции и производимых массово - везде и для всего.
А пять орбитальных ступеней-шаттлов, с одной стороны, слишком специализированы и производятся индивидуально, из-за чего невероятно дороги. С другой же - требуют опять-таки индивидуального и очень дорогого обслуживания.
Да и рынок сбыта очень узок. Правительство США пыталось поддерживать его, субсидируя полеты наполовину. Но слишком уж дорого возить спутники многоразовым кораблем. И обслуживать на орбите их, как оказалось, не приходится (за исключением уникального телескопа Хаббла). И вот тут-то свою роль играют ИТ-заказчики.
Цифровая связь и цифровое вещание резко повысило реальную, то есть коммерческую пропускную способность космических линий связи. Массогабаритные характеристики спутниковых транспондеров улучшаются, надежность растет. То же - с системами питания коммуникационных космических аппаратов.
Кроме того, планету опутали волоконно-оптические кабели. Все большая и большая часть информационного трафика шла через них, а не через космический эфир. Это снизило потребность в спутниках связи. После 11 сентября 2001 года найти точные цифры о соотношении кабельного и космического трафика невозможно, однако снижение спроса на запуск орбитальных грузов налицо. (Хотя надо отметить, что спутниковая линия куда лучше защищена от террористических атак, чем кабель. Ведь даже в случае вывода из строя наземных станций самая дорогая часть системы остается в безопасности на орбите.)
Так что развитие ИТ оказывает на ракетчиков примерно то же воздействие, что и на продавцов музыки на старых носителях. Только те верещат и шумно рекламируют свою законотворческую деятельность, а космическая отрасль страдает молча. Тихой сапой (в традициях военных ведомств) лоббируя где-то в кулуарах.
Решить проблемы челнока попробовали экономически. Единый подрядчик - созданный в 1996-м United Space Alliance - сберегал американской казне три четверти миллиарда в год. Но стоимость запуска все равно была 400 млн. долларов, а после недавних катастроф и проблем даже существование Международной космической станции зависит от российских носителей Р-7 полувековой давности. Технологии, по отдельности восходящие к 1930-м годам; гениальная конструкция С. П. Королева. Но главное, изделия сии производятся на конвейере, как сосиски (гипербола принадлежит Н. С. Хрущеву), и в силу понятных причин имеют неплохие экономические показатели даже после краха создавшей их сверхдержавы. Международная космическая станция летает ныне в пилотируемом режиме только потому, что серийность выпуска делает старые российские ракеты самыми надежными в мире. Без этого МКС была бы заброшена, как некогда Skylab. Это диктуется не физикой - экономикой! Универсальной дисциплиной.
То есть неукоснительное следование законам экономики (а по-другому крошки стартапы просто не могли! - низкая устойчивость обеспечила высокую динамику!) переселяет ИТ-фирмы из гаражей в роскошные офисы и просторные кампусы; очкастых чудаков-отшельников превращает в мультимиллиардеров.
Зависящая же от правительства - его конкретных, тактических, предвыборных задач - отрасль космическая, подрастеряв достижения лунной гонки 1960-х, похоже, оказывается отнюдь не на уровне единственной мегадержавы. Во всяком случае, в некогда престижной программе Space Shuttle…
А безукоризненное следование законам экономики (серийное всегда эффективнее штучного) сохранило эффективность созданной для поточного (по ракетным меркам!) производства Р-7, только что потащившей к Венере европейский зонд, - даже после исчезновения автаркичной, замкнутой на саму себя советской технологической системы.
«Атлас» и компьютер
Приведем один древний, но в силу этого хорошо документированный пример позитивного воздействия развития компьютеров на космические программы.
Ракета «Атлас» была первой межконтинентальной баллистической ракетой ВВС США. Разрабатывали ее с 1951 года, по самым передовым на тот момент технологиям. Кислородно-керосиновые двигатели. Топливные баки, путем чудес металлургии и электрохимической металлообработки истонченные до одной десятой миллиметра. Радиоинерциальная система наведения, уже с цифровой машиной.
На вооружение ракета принята была в 1959 году, но в космос выводила грузы с 1958-го.
И первого американского астронавта, Джона Гленна, 20 февраля 1962 года доставила на орбиту система Mercury-Atlas. Но при запуске автоматических спутников даже с разгонной ступенью «Аджена» (Agena) - 1,6 т на пятисоткилометровую орбиту - «Атлас» изрядно не дотягивал до своих советских современников. И вот при очередной модификации было решено повысить эффективность за счет большей «разумности» ракеты. Для этого, кроме криогенного кислородно-водородного разгонного блока «Центавр», на нее был установлен и новый компьютер.
С 1973 года ступень «Атлас-1А» оснащалась бортовым компьютером фирмы Teledyne. Построенный на новой элементной базе, этот компьютер при вдвое меньшем объеме имел в пять раз большую оперативную память, благодаря чему с первой ступени удалось снять электромеханический автопилот, систему радиотраекторных измерений и программ-механизм, сильно смахивающий на таковой в стиральной машине. Тем самым удалось повысить надежность корабля, уменьшить стоимость его эксплуатации, а главное - появилась возможность доставлять на орбиту межпланетных перелетов грузы до 1,2 т. Многие геостационарные коммуникационные аппараты тоже были выведены в космос этой системой.
