Comments 91
И охлаждение электроники потребует огромной мощности (потому что на один ватт охлаждаемой мощности — получается несколько ватт рассеиваемой, и чем больше разница температур — тем этот показатель всё хуже, и хуже).
КПД равен (Tmax-Tmin) / Tmax, так что чтобы получить тот же КПД — температуру надо поднимать пропорционально.
Т.е. КПД зависит не только от разницы температур, но и от температуры нагревателя. Чем выше температура, тем хуже КПД цикла Карно, при той же разнице температур.
Как вариант — привезти холод с собой, в виде охлажденного до пары градусов Кельвина теплоемкого вещества. Но это тоже ненадолго.
Статья наталкивает на мысли, что электронный ИИ, подобно биологическому, имеет свои требования к жизнепригодности среды и эти требования не так уж сильно отличаются от биологических.
Интересно, возможны ли способы строить/конфигурировать универсальные механические компьютеры так же просто, как электронные (наподобие software)? Печатать их, например?
И помимо создания прочных, долговечных машин для работы в неблагоприятных средах вроде бы есть (теоретическая) возможность проводить "zerg rush" тысячами более умных, дешёвых, недолговечных машин (по крайней мере, для исследовательских задач). Интересно, что более применимо для Венеры.
Статья наталкивает на мысли, что электронный ИИ, подобно биологическому, имеет свои требования к жизнепригодности среды и эти требования не так уж сильно отличаются от биологических.
Это потому, что пока что ИИ заключён в оптимально подходящую для функционирования в среде обитания биологической формы, его использующей, оболочку.
Основная беда таких компьютеров — скорость вычислений. Скорость движения электронов всегда будет выше скорости перемещения валика или другого механического элемента.
Тут вспоминается беда современных ПК: HDD просто физически уже не могут работать быстрее на чтение-запись, а современные SSD менее долговечны, по сравнению с HDD.
Использовать разные металлы в условиях Венеры не позволит температурный коэффициент расширения. И одна заклинившая шестерня сведёт на нет все усилия по доставке теперь уже металлолома на Венеру.
Единый материал для шестерёнок и основы — высокий износ и малый срок службы.
Но что мешает проанализировать и усовершенствовать опыт Советских инженеров?
2 часа проработал аппарат с начинкой 35-летней давности. Стыдно должно быть Саудеру за столь наивный подход к проблемной области.
электронный ИИ, подобно биологическому, имеет свои требования к жизнепригодности среды
не требования к жизнепригодности, а требования к мыслепригодности. Потому что электронный ИИ, это просто некая компиляция нашего И.
Не вижу грандиозных проблем в том, чтобы сделать механику и, по возможности, "силовую" электронику термостойкой, а "мозги" запихать в охлаждаемый теплоизолированный объем. Это лежит разумно "между" тем, чтобы защищать весь объем и тем, чтобы извращаться с механическими компьютерами.
Энергия — да, от ветерка — а он там точно есть? Если да — гуд. Я не помню, что наисследовали в свое время… Но плотность такова, что даже слабый ветерок будет крутить турбины, да.
А еще с такой плотностью, если меняется давление заметно, можно получать энергию из "барометра".
Ну и зачем нам "вечный" ровер? Если не нужен, можно просто кидать "термосы" с жидкостью, которая будет испаряться, сохраняя температуру внутри до полного израсходования, а пар — вращать генератор, давая энергию. За счет атмосферы Венеры.
Смотря какой объем охлаждать… В современном смартфоне мощности больше, чем в суперкомпьютере времен программы Венера, т.е. пара дециметров объема вполне достаточна для реализации любого разумного "интеллекта" аппарата даже с учетом многократного дублирования. Приток тепла извне можно минимизировать улучшением теплоизоляции, генерация тепла собственно электроникой — то, что надо отводить. Если вообще стоит задача долговременных исследований столь недружелюбного места — это проблема решаемая.
А это уже электроника, и её можно интегрировать с использованием современных технологий. Например в напечатанный на порошковом 3Д принтере пористый керамический кирпич. Нити накала наверное не понадобятся, эмиссия при такой температуре и так должна быть достаточна.
Самая туманная фраза из всей статьи. Лампы из ударопрочной керамики выдерживающие близкий ядерный взрыв делали еще в прошлом веке.Не такая уж туманная. Понятно, что речь идет не о прямом ударе ядерной боеголовке, а об ЭМИ. Лампы (даже обычные) намного более устойчивы к нему чем выполняющие аналогичную работу микросхемы.
А нагрев нужен больше для того, чтобы поднять её до приемлемого уровня.
давление слишком высокое?
а что насчет реле? или даже микрореле.
в статье мало уделено внимания рассмотрению других подходов. кроме механического.
который на мой взгляд тоже не особо надежен. неучтенные деформации корпуса при посадке + тепловые могут «заклинить процессор» )
Лучше дублирующую электронику венерохода разместить на спутнике-кубсате на орбите, а на самом аппарате иметь простейшие контроллеры на лампах и реле, задача которых — уметь включаться и выключаться ещё и по командам с орбиты. Тогда, когда помрёт экспериментальная высокотемпературная электроника на борту — можно будет спокойно продолжать миссию.
В целом высокотемпературную управляющую часть на реле сделать заведомо проще и дешевле, чем механические компьютеры городить. И по надёжности будет — выше, то, что механика будет годами или хотя бы днями работать безотказно — очень и очень сомнительно. Механические компьютеры, на самом деле, требуют высокого уровня обслуживания и не слишком надёжны.
Но все-таки более реалистичной будет платформа, плавающая в более вменяемых условий слоях атмосферы и скидывающая вниз зонды-расходники. Возможно даже на тросике, с подъемом обратно.
Ну так у них практически такой вариант и предложен, только более обдуманный.
Или вы про охлаждение при расширении? А как же нагрев при сжатии?
Если её заправлять каким-нибудь жидким азотом, то да, неплохо охлаждается.
Сжимать газ надо на Земле. А можно даже не сжимать, а использовать жидкость, которая будет на Венере кипеть.
зы Теперь урезание бюджетов НАСА кажется уже не таким и глупым мероприятием. Они бы там еще паровую телегу изобрели заново.
А в чем смысл делать долгоиграющий но практически бесполезный венероход, когда можно его зарядить всем необходимым оборудованием, всеми возможными электронными датчиками, балонами азота (или другим активным охлаждением) и за час собрать огромное количество информации и нормально передать его в сторону земли. А если вам надо ветер померить — сбросте флюгер и мониторьте его с орбиты. А лучше несколько флюгеров.
Не очень понятно, что такого специфического может найти такой механический венероход.
Меж тем как для изучения геологии нужно приличное расстояние проехать. Чем, к примеру, марсианские роверы занимаются уже несколько лет.
Да, только вот основные данные получены при помощи довольно сложной электроники, такой как спектрометры и разного рода камеры(в том числе и рентген). А какие данные может собрать механический зонд?
Неважно как долго он пробудет на поверхности и сколько пройдет, если не будет возможности анализировать окружающую среду, а с текущим положением вещей даже не предвидится возможность это делать автономно при помощи механики.
Очевидный троллинг же, чего меня бомбит-то от статьи?
А в чем смысл? Как это продлит жизнь электроники? В чем отличие от герметичного титанового зонда?
Вездеход-автоматон для экстремальных условий [Automaton Rover for Extreme Environments, AREE] мог бы использовать часовые шестерёнки, пружины и другие механизмы для обеспечения большей части функциональности вездехода, включая питание, хранение энергии, зондирование, движение и коммуникации – без всякой электроники.
Кажется Ганс Форальберг не умер…
Обычное преодоление узости мышления. Взять не ту технологию, которая доминирует, а ту, которая лучше подходит к условиям эксплуатации. Это как наушники для МРТ, которые подключаются не проводами, а трубками-звуководами.
К барабанам механического счётчика можно приделать вместо цифр резонаторы. Чтобы определять, к какому разряду счётчика относится какой из резонаторов, подведённых к прорези в корпусе, частоты их настройки можно выбрать такими, чтобы последняя цифра перед запятой соответствовала отображаемой цифре, а цифра после запятой — номеру разряда.
Т.е. надо выбрать на роль проводников и полупроводников другие металлы и сплавы, для температуры 460 градусов. Сами транзисторы и микросхемы из них будет сделать уже не проблема, в общих чертах все по аналогии. Гнаться за миниатюрностью не надо. Схемы те же. Испытывать можно в специальной камере-печке.
Все так же можно делать и для других планет с другими условиями.
А для датчиков использовать материалы которые не разрушаются, либо медленно разрушаются при температурах в 600..800 градусов?
Как вариант найти цепочки обратимых химических реакций происходящих в необходимом диапазоне температур, на основании которых можно создать какие либо датчики.
Возможно ли всунуть в аппарат РИТЭГ, энергии которого хватит на питание холодильной установки, которая позволит снизить температуру внутри аппарата до допустимых значений?
А как насчет «матки» спутника на высоте с приемлемой температурой, а в отсеке сотня другая расходных квадрокоптеров? У которых на пузе много важных датчиков.
Таким образом, спутник пролетая над Венерой, принимает команды от центра с Земли и по команде разбрасывает квадрокоптеры, которые падая на парашютах корректируют свою траекторию, при помощи движков, что бы максимально точно попасть в нужную точку, а перед самым приземлением парашют отцепляется и квадрокоптер приступает к изучению.
Квадрокоптер конечно не обязателен, его выбрал просто потому что они сейчас популярны)
Может быть получиться заряжать аккумуляторы квадрокоптера во время падения, при помощи винтов.
Думаю можно будет подобрать термостойкие и прочные материалы, угле/стекло волокно например.
[далее читать с плавно усиливающейся интонацией голоса]
Нет, как некий концепт-арт, как инсталляция современного искусства на стыке с технологией, как квинтесценция логической задачи ради задачи, как олицетворение красоты и совершенства логической мысли, как апофеоз интеллекта Человечества, который эдаким гедонистичским порывом бессмысленности и беспощадности прорывает границы возможностей цивилизации смешивая Простоту и Сложность как джин с тоником предвещая бурю в стакане бытия на пороге сингулярности… годится. Даже нравится.
Но нет, ну вы серьёзно?
А что не так-то? Такие проекты хороший способ размять мозги, взять техническую задачу сложно решаемую стандартными методами и попробовать её решить не используя их в принципе или используя минимально, например в Китае не стали ставить дополнительные компрессоры на тяговые тепловозы на высокогорных карьерах (им там воздуха не хватало для нормальной работы), а просто пригнали кучу старых паровозов, они менее зависимы от давления воздуха поступающего в топку, решение красивое, но не очевидное для современного человека.
ну вы серьёзно?
Очень! Для расширения гиковского кругозора, для начала посмотрите:
Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам
На ум сразу приходит мысль о гадолиниевом холодильнике с механическим приводом. В настолько плотной атмосфере можно делать аэрогелевые дирижабли с якорем и вывешивать их на высотах со скоростями ветров, лучше всего подходящими для эффективной ветрогенераторной установки. Ветром крутим приводы гадолиниевых холодильников и обычных генераторов (медь при 100 градусов же плавится где-то?). Тепло отводим хладагентом с подходящим температурным режимом на развесистые радиаторы. Охлаждаем внутренности небольшого вакуумного термоса с электронной логикой и тепловыми трубками с вакуумными стенками разводим живительный холод по периферийным узлам: датчикам и приборам.
Предвижу возражения на счет допустимых температурных режимов гадолиния и постоянных магнитов, но… я же не проверял все эти концепции, однако, как вы думаете, что звучит более правдоподобно, эта вот моя ахинея или красочное описание механического ровера с зеркальцем и пропеллером?
и достаточно горячо для того, чтобы обычная электроника не смогла работать.— вот именно что обычная. А как насчет необычной? Я этого не понимаю, но вряд-ли 300К — это какая-то магическая температура, при которой электроника работает а выше или ниже — нет. Понятно, что нужны другие материалы, но ведь принципы известны, и все сводится к тому чтобы подобрать нужный полупроводник — может что-нибудь тугоплавкое и с большей запрещенной зоной, типа карбида углерода или даже алмаза сойдет — я не знаю, но сомневаюсь что высокотемпературных полупроводников не существует в природе. Ок, разработать технологию с нуля — это затратно, но это делается только один раз и не обязательно сразу делать ее 14-нанометровой — старый дешевый техпроцесс сойдет, не смартфоны же делают.
1) Механика будет подвержена мощной атмосферной кислотной коррозии.
2) При таких давлениях среды — износ шестерней и механизмов будет катастрофически быстрым, хорошо если на месяц хватит узлов передвижения «ровера».
Сдаётся мне, что при заданных параметрах венерианской среды идеальным будет что-то похожее на подводную лодку, парящее над поверхностью и в верхних слоях за счёт изменяемой «плавучести» — вверху заряжаемся, охлаждаемся, запасаем холод и энергию, и на короткие промежутки опускаемся к поверхности поработать, потом опять «продуваем цистерны» и всплываем повыше.
Также они разрабатывают механические часы, способные работать при высоких температурах – одна из основных частей автономного механического компьютера.
Уже не мало производителей вещей побывавших в космосе сделали этот факт своим маркетинговым преимуществом. Так что думаю отдать разработку какому нибудь швейцарскому или другому производителю будет разумно, а за такую рекламу, и ценник на часы будет приемлемый.
Лаборатория реактивного движения НАСА разрабатывает заводной вездеход для изучения Венеры