Kosmiczna informatyka

Klasyczna definicja RTOS nie określa bezpośrednio szybkości funkcjonowania takiego oprogramowania. Właściwie powinniśmy tu raczej używać nazwy "systemy czasu prawidłowego", tzn. prawidłowej reakcji na zaprogramowaną sytuację. W praktyce taki system może być nawet uznany za dość wolny, choć oczywiście w wielu zastosowaniach przemysłowych czasy reakcji znajdują się w obszarze milisekundowym.

Tak dzieje się w robotyce - komenda wydana robotowi, by wstrzymał swój ruch już po zniszczeniu karoserii produkowanego samochodu, byłaby przecież bezcelowa. Również robot marsjański ma zdefiniowany czas między impulsem przekazanym przez czujnik a faktycznym wykonaniem operacji przez ramię urządzenia. Gwarancję realizacji tych ograniczeń przejmuje system operacyjny.

RTOS posiada podobne mechanizmy, jak inne systemy operacyjne: kolejki, semafory, czy wspólną pamięć dla wielu procesów. Niemniej są one stosowane z innymi charakterystykami - np. bardziej są tutaj rozbudowane priorytety wielozadaniowości.

Inwazja na Marsa

Do tej pory sam tylko Spirit przesłał na Ziemię tysiące zdjęć Czerwonej Planety. Robot jest wyposażony w mikroskop - w ten sposób zrobiono pierwsze mikroskopowe zdjęcia powierzchni innej planety. Jeszcze ciekawsze są dane pochodzące z różnorodnych analiz pobieranych próbek gruntu. Wszystkie te informacje mogą być przesyłane bezpośrednio na Ziemię - do systemu anten NASA DSN (Deep Space Network).

Niemniej bezpośrednia transmisja z Ziemią kosztuje dużo energii i jest wolna - ok. 10 Kb/s. Więcej danych można przesyłać krążącym wokół Marsa satelitom Odyssey i Global Surveyor, służącym jako stacje przekaźnikowe - ok. 60 megabajtów w ciągu każdej z ośmiominutowych sesji. Daje to w sumie ok. 150 MB danych dziennie, jakie docierają na Ziemię. Tu nie ma już ograniczeń na przetwarzanie czy przechowywanie tych informacji - specjalne serwery Sun są przygotowane na przyjęcie nawet 4 terabajtów danych (to wystarczająco dużo, zważywszy na planowany czas misji: 90 dni).

Mars przeżywa obecnie zmasowaną "inwazję" ziemskich satelitów i lądowników. W tym samym czasie, kiedy Spirit i Opportunity przesyłają dane dotyczące stanu dolnych warstw atmosfery planety, zbierane są informacje z jej górnych warstw w tym samym obszarze, co daje wyjątkowe efekty synergiczne. Jest to możliwe dzięki obecności Mars Express Orbiter, najnowszego satelity europejskiego odpowiednika NASA - agencji ESA.

Największa pocztówka wszechświata

Europejski satelita jest wyposażony w kamerę wysokiej rozdzielczości, dokonującą zdjęć 3D-HRSC (High Resolution Stereo Camera), które są zapamiętywane w pamięci RAM komputera pokładowego o pojemności 12 GB, skąd są przesyłane na Ziemię. Kamera 3D ma 9 sensorów CCD po 5000 siedmio-mikrometrowych pikseli każdy. Pięć z nich wykonuje zdjęcia pod różnymi kątami, pozostałe cztery zbierają dane multispektralne, np. w obszarze podczerwieni. Podczas 20 minut lotu na wysokości ok. 300 km nad powierzchnią Marsa zeskanowano w ten sposób informacje z obszaru wielkości Polski (ponad 350 tys. km2), zbierając 2,5 GB danych.

Po ich kompresji dwumetrowa antena paraboliczna Mars Express pracując z mocą 20 W i prędkością 200 Kb/s, przesłała na Ziemię "wielką pocztówkę" o rozmiarach 24 x 1,4 m. Zdjęcie obejmuje obszar długości ok. 3500 km i szerokości do 150 km, co oznacza, że ma rzeczywistą rozdzielczość na poziomie obiektów wielkości zaledwie 12 m. Pozostając przy analogii z naszym krajem, można powiedzieć, że na takim zdjęciu dałoby się rozróżnić każdy dom i co większe samochody w całej Polsce. W ten sposób sfotografowano na Marsie największy kanion Układu Słonecznego - Valles Marineris.

Wyjątkowo spektakularnie wypadły zdjęcia potężnego wulkanu Albor Tholus, którego sam krater ma średnicę 30 km - w jego wnętrzu zaobserwowano zjawisko wodospadu pyłowego.

Dalsze plany podboju kosmosu w najbliższym dwudziestoleciu są bardzo ambitne, ze strony zarówno amerykańsko-europejskiej, jak i japońskiej. W tym czasie ma powstać stała baza na Księżycu, a człowiek ma postawić stopę na Marsie. Nie należy się zatem dziwić hasłu astrosceptyków - "Zejdźmy na Ziemię, inaczej nigdy nie polecimy do gwiazd". Wystarczy przypomnieć, że sam program Apollo kosztował 25 mld "starych" USD. Jeden załogowy lot na Marsa musiałby pochłonąć wielokrotność tej sumy. Być może jednak te kosmiczne wyzwania przyczynią się do wzrostu poczucia planetarnej wspólnoty zarówno na Północy, jak i Południu.

Dotychczasowa historia badań w tej dziedzinie pokazuje też wyraźnie, że "kosmiczna informatyka" może stanowić ważny impuls rozwojowy dla całej branży IT.


TOP 200