Как компьютеры наведения «Аполлон» справились с радиацией?

Мне было интересно, как компьютер наведения «Аполлон» справился с радиацией, встречающейся в космосе.

Вроде неплохо с этим справился
Компонентами системы «Аполлон», наиболее подверженными радиационному воздействию, были астронавты.
... и радиация никогда не была главным источником ошибок.
Среди прочего они радиационно укрепили вентили NOR в AGC. ibiblio.org/apollo/Documents/HSI-208507.pdf
@rve Хорошая находка. К сожалению, они не показывают цифр, но, похоже, речь идет об объемных повреждениях, вызывающих токи утечки, которые достигают общей дозы в несколько крад, что намного превышает смертельный уровень для астронавтов.

Ответы (2)

TL;DR: Он был так занят делами, что ему было все равно.

Быть старым, медленным, массивным и неэффективным (по любым современным меркам, а не по меркам 1965 года) — огромное преимущество, когда речь идет о радиационной стойкости.

Начнем с памяти: Изменить бит в текущих ячейках S(D)RAM тривиально - поставить бит заряда не туда, и бит пропадет. Этого не могло произойти в AGC: программа хранилась в памяти ядра веревки - потерять бит означает физически сжечь провод, что не может произойти только из-за радиации. Оперативная память была аналогичной, биты хранились в намагничивании макроскопического куска феррита. Изменение этого требует правильной формы сигнала и большей энергии, которую может дать обычное излучение.

Основная часть процессора была сделана из дискретных логических вентилей — размер каждого из них был порядка 100 мкм — сравните это с нынешним размером около 30 нм. Это означает, что площадь была больше в 9 миллионов раз! Это также связано с разницей в заряде, необходимой для изменения состояния транзистора, и частицы, несущие такое количество энергии, чрезвычайно редки. Кроме того, запасы по напряжению были огромными, АРУ работало на 14 В, что в десять раз больше, чем в современных схемах.

Чтобы обойти все оставшиеся проблемы, в программную и физическую структуру ЦП были установлены дополнительные проверки безопасности и биты четности, но не столько из-за возможных проблем с излучением, сколько из-за ошибок, вызванных шумом и возможными отказами компонентов. В конце концов, расчетное время до возникновения реальной аппаратной неисправности оценивалось примерно в 1000 часов работы в середине 60-х годов. Программные сбои из-за неправильной передачи битов внутри компьютера даже оценивались как на порядок более вероятные. В документах на этой странице есть некоторые цифры по этому поводу .

Несколько ссылок было бы неплохо!
@OrganicMarble Источники: мои общие знания о радиационных эффектах, то, что я читал об AGC в последние годы и запись об AGC в Википедии... Но я также хотел бы увидеть какое-нибудь реальное исследование этих старых типов компьютеров.
@OrganicMarble Лесли Лэмпорт написала о проблеме византийских генералов в 1982 году. Это основополагающая статья об отказоустойчивых вычислениях (цитируется примерно 7500 раз). Мы не знали, как это сделать в 1960-х годах.
@DavidHammen Этот документ может быть посвящен отказоустойчивости в целом, но отказоустойчивые вычисления, такие как тройная избыточность, биты четности и коды исправления ошибок, были известны и использовались в 60-х годах.
@asdfex Вопрос о компьютере управления Apollo. В некоторых местах Saturn V действительно использовал тройное резервирование. Но не управляющий компьютер Аполлона. Если не считать экипаж самостоятельными вычислительными устройствами, тройного резервирования не было. Была отдельная компьютерная система, система управления прерыванием, службы которой никогда не вызывались. AGS могла вступить во владение только тогда, когда одна из этих биологических вычислительных систем передала цифровое управление транспортным средством от основной системы наведения к AGS.
Увеличенный размер затвора транзистора обеспечивает повышенную радиационную стойкость: doi.org/10.1016/j.microrel.2019.113457
Размеры ворот? Никто не использовал полевые транзисторы в 1960-х годах. Все было биполярно.
@DavidHammen Конечно. Вы написали: «Мы не знали, как это сделать в 1960-х», а я привел контрпример.
Еще одна вещь, которую следует отметить, это то, что программное обеспечение AGC, как известно, было очень устойчивым к кратковременным сбоям, хотя излучение не было вероятной причиной.
@fraxinus Это «ворота» как «логические ворота», а не как «ворота полевого транзистора».

Компьютер управления Apollo (AGC) управлял реактивным двигателем и, таким образом, поддерживал высоту и навигацию космического корабля. Как вы указали, любые дефекты или ошибки в АРУ могут привести к крушению или застреванию экипажа в космосе. Как только космический корабль покинул атмосферу Земли, риски возросли в геометрической прогрессии из-за большого количества радиации, которая могла вызвать изменения в памяти компьютера. Первоначально были предложены два решения, но ни одно из них фактически не использовалось:

  • Была предложена тройная избыточная система, чтобы все расчеты производились тремя идентичными системами, а система голосования выбирала правильную информацию. Однако основным недостатком было то, что вес трех компьютеров приходилось нести как на лунном модуле, так и на этапе подъема, а поскольку каждый AGC весил 32 кг, он быстро складывался.
  • Второй предложенный вариант заключался в том, чтобы встроить средство проверки кодов ошибок, которое имело бы систему обнаружения ошибок.
  • В конце концов, ни одно из решений не было использовано, а вместо этого был использован прочный корпус вокруг AGC для защиты от излучения . У них также было встроенное ручное управление для облегчения пребывания астронавтов на борту.

Источник: компьютер управления Apollo (AGC).

Я очень скептичен. В AGC использовалась память на магнитных сердечниках, не подверженная радиационно-индуцированным переворотам битов. RTL также не особенно восприимчив. «Прочный корпус» не является хорошей защитой от частиц ГэВ. Есть оригинал документа? Конечно, в 1960-х годах не было много знаний об окружающей среде и ее воздействии, поэтому, возможно, не существовало действительно рационального инженерного процесса. Даже сейчас я вижу изрядную путаницу в этой области: я шучу, что самый большой эффект заключается в том, что слово «радиация» превращает мозги в кашу.
Источником является голландская адвокатская фирма. Этот сайт предпочитает более авторитетные источники. Я не нашел никаких документов НАСА, свидетельствующих о наличии у AGC радиационного экрана.
Как компьютеры наведения «Аполлон» справились с радиацией?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v