Концепция добычи полезных ископаемых на астероидах в космосе давно является мечтой многих и возможным путём развития человечества. Ведь даже маленькие астероиды стоят золотые горы. NASA уже делает первый шаг к освоению астероида ценой 10 квинтиллионов долларов. Похоже, что превратить мечту в реальность поможет Марс, который может стать столицей индустрии космических шахтеров.

Пока добыча астероидов происходит только в рамках научных миссий. Например, Mini Bee – предложение, вошедшее в фазу III исследований в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) еще в 2019 году. План состоит в том, чтобы собрать водяной пар и летучие химические соединения из астероида с помощью техники под названием оптический майнинг. Собранные целевые материалы накопит блок удержания, прикрепленный к космическому кораблю.

Однако запуск настоящей индустрии космических шахтеров требует гораздо большего, чем отправка крошечных космических зондов, собирающих пыль на астероиде.

Для поддержки транспортной цепи между астероидами и Землей необходима промежуточная база. Вот здесь и появляются Марс и его спутники, обеспечивающие более близкий доступ к поясу астероидов между Марсом и Юпитером.

Космические камни в поясе астероидов рядом с Марсом большие и обильные, а это значит, что их добыча была бы легче и экономически целесообразной, если бы базу создали на Марсе или его естественных спутниках Фобосе и Деймосе.

Это может показаться фантастическим, но несколько экспертов подсчитали цифры и предположили, что база для производства астероидов на Марсе была бы оптимальной стратегией для добычи астероидов.

Препятствия для добычи астероидов

На астероидах, плавающих на заднем дворе нашей солнечной системы, есть металл на триллионы долларов, но получить его достаточно сложно. Бурение астероида на коммерческом уровне звучит достаточно надуманно. Но еще до того, как компании закупят нужные технологии для начала добычи астероидов, ученые уже осветили ряд практических препятствий.

Анализ, проведенный сотрудниками Института космических исследований Кека Калифорнийского технологического института в 2012 году, захват и перемещение околоземного астероида весом 500 тонн к орбите Земли для добычи обойдется почти в 2,6 миллиарда долларов.

Первой ключевой задачей является разработка жизнеспособной бизнес-модели, которая выходит за рамки финансирования и учитывает технико-экономическую сторону такого предприятия. К примеру, сколько космических кораблей следует отправить, чтобы захватить астероид, учитывая вполне реальные шансы на неудачи на этом пути?

Если кто-то соглашается на групповой подход для отправки космических кораблей, сколько именно их нужно, чтобы свести риски и гарантировать прибыль?

Наибольший вопрос связан с собственностью. Может ли любая группа людей иметь взаимное согласие на добычу плавающего в космосе объекта? Может ли корпорация обойти правила, действующие в отношении земных материалов, и добывать астероид? Можно ли достичь согласия между космическими агентствами, даже между нациями, которые иначе враждебны?

Почему марсианская орбита

Для космических миссий ключевым параметром для изучения осуществимости космической добычи ископаемых является Delta-V. Это величина смены космического корабля и количество топлива, которое нужно израсходовать для этого. Delta-V учитывает массу космического корабля для выполнения определенного маневра, например, запуска с поверхности или посадки на нее, а также приблизительные потребности в топливе.

В статье, опубликованной в Planetary and Space Science, астрономы из Центра астрофизики (Гарвард и Университет Смитсона) определили, что скорость Delta-V для достижения околоземного астероида составляет около 4 километров в секунду, тогда как достижение астероида главного пояса сводится до примерно 7 километров на секунду.

В документе эксперты предполагают, что миссия по добыче астероидов Главного пояса будет значительно рентабельнее, если космический корабль будет развернут с орбиты, близкой к орбите естественных спутников Марса из-за более низких требований к Delta-V. Выводы были сделаны с помощью разработанной экспертами системы под названием Python Asteroid Rendezvous Code (PARC).

Цифры показывают, что использование орбиты вокруг Марса на высоте примерно 9000 километров над поверхностью планеты было бы энергоэффективным и технически возможным.

Если орбита, похожая на орбиту Фобоса, предназначена для добычи полезного ископаемого, Delta-V для достижения примерно 100 000 перспективных астероидов пояса будет менее 4 километров в секунду. Для дополнительных 340 тысяч астероидов требования Delta-V были ниже 5 километров в секунду.

Какой план?

Если на марсианской орбите можно создать инфраструктуру, способную выполнять такие задачи как дозаправка, техническое обслуживание и даже исследовательские миссии, это станет идеальным путем для добычи астероидов.

Такая орбитальная база также поможет снизить размер и массу космических кораблей, что дополнительно поможет снизить стоимость миссий по добыче полезных ископаемых.

Команда пришла к выводу, что Фобос является удобным местом для размещения массивного оборудования для переработки руды. Кроме того, естественный спутник Марса предлагает несколько других преимуществ, таких как инерционная платформа, гравитация и в определенной степени защита от радиационного облучения.

К примеру, машинам было бы легче прикладывать силу к материалу астероида, когда он расположен на поверхности Фобоса, вместо того, чтобы пытаться делать это, летая вблизи астероида. Эксцентрическая форма орбиты Марса также обеспечивает крайне необходимое снижение требований к Delta-V.

Как только добыча начнется, спутники Марса предложат более простой и регулярный доступ к поверхности Марса для исследований и разведки.

Если бы на Фобосе была база, космические агентства имели бы определенное место посадки и базу для операций между Землей и Марсом, что резко уменьшило стоимость каждой следующей миссии на Марс. Это было бы похоже на то, что строить дом возле золотого прииска вместо того, чтобы ехать на машине из дома всякий раз, когда вы хотите пойти на спелеологию.

Почему спутники Марса являются ключевыми?

Другая статья под названием «Добыча астероидов и спутники Марса», опубликованная в Acta Astronautica еще в 1988 году, подчеркивает важность добычи астероидов вблизи планеты и то, как ее естественные спутники — Фобос и Деймос — играют решающую роль.

Подчеркивая основные преимущества создания базы на одном из этих спутников, в документе отмечается, что из-за их низкой гравитации не требуются топлива расходные посадки или взлеты, как в случае с Марсом и Луной.

Еще одним преимуществом создания базы на одном из этих спутников есть резервуар потенциально критических ресурсов. До 20% этих тел может состоять из слабосвязанной воды, в то время как по другим оценкам, это примерно 10%. Независимо от точной концентрации эту воду можно было бы собрать для миссий дозаправки и для поддержки систем жизнеобеспечения.

Было бы проще посылать и дистанционно управлять смотровыми роверами с поверхности Фобоса и Деймоса, чем разворачивать и управлять ими с базовой станции на Земле. В документе отмечается, что в контексте добычи полезных ископаемых за пределами Земли Фобос и Деймос станут катализатором «взрывного возрождения человека в космосе» и отвечают всем необходимым научным, экономическим и технологическим обоснованиям для осуществления вышеупомянутых шагов.

От шахтеров на астероидах до поселения на Марсе

Исследование марсианской поверхности связано с большим количеством помех. Кроме технических проблем и проблем с финансированием, существует множество наземных препятствий, которые ученые должны были рассмотреть, прежде чем миссия NASA Artemis сможет даже нацелиться на высадку экипажа на Марс.

Начать исследование Марса станет гораздо легче, если уже есть орбитальная база вблизи Марса или расположена на одном из его естественных спутников, где человеческая деятельность поддерживает добычу полезных ископаемых.

Гравитационная среда на Фобосе может теоретически предложить некоторую передышку от последствий невесомости для здоровья, таких как потеря костной массы. Станции, установленные на марсианском спутнике, могут помочь восстановиться от других негативных последствий, таких как ускоренное старение.

После решения исследовательских задач можно наметить целые поселения. До тераформирования марсианской поверхности или выполнения других амбициозных планов, таких как установка магнитного щита для создания устойчивой атмосферы, могут остаться десятилетия.

Транспортировка ресурсов на установленную базу на Фобосе для их использования в миссиях на Марсе может ускорить планы. Возможно, понадобятся только усилия одной большой миссии, чтобы начать широкий спектр будущих миссий.

По материалам: slashgear

Загляните в диспетчер устройств ноутбука в раздел указательных устройств и почти наверняка вы увидите там тачпад Synaptics. Это один из главных игроков на рынке тачпадов сегодня, но так было не всегда. Доминирующее положение ей удалось занять в результате ошибки ее главного конкурента. Эта ошибка не была случайной — она ??была неотвратимой, сделав ноутбуки такими, какие они есть сегодня.

Начало 80-х годов, индустрия домашних компьютеров переживает революцию. Пользователи восхищаются графическим интерфейсом Apple Macintosh. Microsoft выпускает Windows для компьютеров стандарта IBM PC.

Наступала новая эра компьютеров. Одним из неожиданных побочных эффектов войны Apple и Microsoft за графический интерфейс стало создание огромной индустрии аксессуаров, особенно популярным стало новомодное устройство ввода, известное как мышь.

Однако уже тогда многим участникам было ясно, что индустрия будет двигаться в сторону портативных гаджетов. И необходимое устройство, которое заменит мышь вне рабочего стола.

Когда компьютерные войны явно переместились в область портативных ноутбуков, компания Logitech ответила, начав работу над трекболом. Это перевернутая вверх ногами компьютерная мышь, встроенная в ноутбук. Эти устройства были проблематичны, они требовали периодической чистки и добавляли много объема ноутбукам, поэтому требовалось лучшее решение.

Федерико Феггин имел именно то, что нужно для решения этой проблемы благодаря другой компании, которую он возглавлял в то время: Synaptics. Компанию, соучредителем которой он был, с идеей выпуска чипов, способных работать с нейронными сетями.

Нейронные сети в настоящее время повсюду. И по крайней мере, несколько из них, вероятно, ответственны за то, что вы читаете этот текст. Но в то время это была идея, опережавшая технологическую кривую на десятилетия. Феггин верил, что микросхемы станут лучшим решением любой проблемы, требующей распознавания образов.

И это, удивительно, могло быть идеальной технологией для решения проблемы указательного устройства для ноутбука.

Во время множества мозговых штурмов команда Synaptics придумала два решения, которые использовали аналоговые чипы распознавания образов: сенсорный экран и тачпад.

Именно тачпад казался идеальным решением проблемы управления курсором мыши на ноутбуке. Полностью плоское устройство, которое могло эффективно эмулировать мышь с помощью пальца.

Уверенный в себе Феггин представил это изобретение Logitech, и зародилось партнерство, которое могло изменить мир. Но все пошло не по плану. Переговоры закончились тем, что Феггин оставил совет директоров Logitech. Все потому, что менеджеры Logitech захотели просмотреть предварительные договоренности и заключить настолько непривлекательное для Synaptics соглашение, что в нем не было никакого смысла.

Учитывая, что сенсорная панель была одним из немногих продуктов, которые Synaptics могла вскоре вывести на рынок, они, по сути делали ставку на успех всей компании. И этот успех может зависеть от скорейшего выхода на рынок.

Тачпад является очень сложной технологией и команда решала его проблемы около полутора шагов. Но когда свет в конце тоннеля начал просматриваться, когда до первых серийных образцов сенсорных панелей осталось всего несколько месяцев, произошло нечто чрезвычайно деморализующее.

В мае 1994 года Apple представляет серию PowerBook 500: первый ноутбук с сенсорной панелью. Как возможно, что Apple обыграла всех?

Когда команда Феггина разобрала PowerBook стоимостью 5000 долларов, которые они купили сразу после выпуска девайса, они узнали, как Apple это сделала. И что у Syneptics еще был шанс.

Тачпад в ноутбуке Apple изготовила компания Cirque, также работавшая над подобной сенсорной панелью. Похоже, что Apple получила лицензию на разработку очень дорогого решения, которое использовало три специальных аналоговых чипа и микроконтроллер.

Феггин и его команда понимали, что в спешке скопировать Apple возникнет огромный спрос на более дешевые сенсорные панели для каждого ноутбука Windows.

Поскольку у Synaptics была более дешевая и лучшая технология, победа была близка. Но в волнении они почти потеряли с поля Logitech. После того, как Феггин покинул компанию, и продолжили развитие тачпада.

Logitech договорилась с Zilog и вместе они создали сенсорную панель, которая работала на одном чипе, содержала все и была намного дешевле в производстве.

Synaptics собирались столкнуться со своей величайшей угрозой. Logitech была более известным брендом с глубокими карманами, и могла позволить себе задавить конкурента, продавая свою продукцию с минимальными прибылями, чтобы выбить Synaptics с рынка.

Нервничая, команда Synaptics разобрала тачпад Logitech в поисках любых проблем, которые могли бы дать им преимущество в этой невозможной борьбе.

И так же, как и в случае с Apple, к их счастью, Logitech допустила одну критическую ошибку.

В своем стремлении создать самый дешевый из возможных чипов, они разработали решение, сохраняющее микропрограмму тачпада в памяти, которая прошивалась только во время производства. Это означает, что невозможно было обновить прошивку чипа после того, как он покинул завод.

Synaptics также была в процессе создания собственного решения с одним чипом, но использовал одноразовую программируемую память (OTP). Прошивку этого чипа можно исправить один раз уже после его изготовления. Имея программируемую память, можно быстро исправить проблемы.

И вот здесь Logitech попала в ловушку. В компании думали, что тачпад – это как мышь. Но тачпад был в сто раз сложнее мышки с технической точки зрения. Потому что его сигналы наполнены шумом, и приходится изменять частоты и делать другие вещи, чтобы заставить тачпад работать.

Почему Logitech также не использовал OTP? Это кажется очень очевидной ошибкой. Потому что OTP стоит дороже – эта память была, вероятно, вдвое дороже.

Но до полного завершения продукта от Synaptics оставался год. И за это время Logitech смогла завоевать рынок благодаря лучшей цене.

Производителей компьютеров не волнуют детали о записываемой памяти, они заботятся только о стоимости. Единственный способ, которым они когда-либо передумали, это если Logitech совершит ошибку в прошивке, и это приведет к производителям значительные убытки.

Феггин был уверен, что дело не в том, появится ли когда-нибудь такая ошибка. Он считал, что это только вопрос времени. Всегда можно рассчитывать на человеческую ошибку, которая пройдет каждую проверку незамеченной.

Осталось ждать и надеяться, что Logitech ошибется, прежде чем у Synaptics закончатся деньги.

Лето 1998г. На производстве компьютеров в Тайване начинается последний проверочный процесс перед началом производства новейших ноутбуков известного бренда.

Они только что получили последний компонент – партию тачпадов от Logitech. Но когда инженеры подключают тачпад к ноутбуку, ничего не происходит.

Инженеры проверяют подключение и питание, ничего. Возможно, это был плохой образец, потому они попробовали другой. Ничего

После нервного процесса отладки инженеры поняли, что в прошивке тачпада есть ошибка. Они немедленно позвонили по телефону в Logitech и требовали исправления.

В Logitech ответили, что на это уйдет несколько месяцев. Ведь микропрограмма тачпада прошивается на заводе, так что, по сути, приходится делать целый новый производственный цикл.

Несколько месяцев означает задержку запуска всей партии ноутбуков через один неисправный компонент. Это была катастрофа.

Производитель ноутбуков связался с Synaptics и Феггин понял, что пора для них сделать свой шаг. Он предложил доставить образец сенсорной панели, который будет работать через одну неделю.

Благодаря способности быстро записывать прошивку на уже имеющиеся чипы, Synaptics удалось спасти OEM-производителя от ошибки Logitech.

Большинство ноутбуков производится относительно небольшим количеством тайваньских компаний, поэтому информация начинает быстро распространяться.

Почти сразу OEM-производители начинают панически отказываться от своих контрактов с Logitech, вдруг осознавая, что малейшая ошибка микропрограммы тачпада может задержать их производство на месяцы.

И это была идеальная возможность для Synaptics вернуть себе лидерство. Их одночипное решение было готово. Феггин вспоминает, что они зарабатывали много денег за 6 долларов с тачпада.

Полагаясь на Zilog в разработке своего чипа, Logitech добавила посредника, увеличивавшего цену тачпадов.

Но Synaptics могли все сделать сами. Компания создала собственный микроконтроллер по OTP. Стоимость ее чипа составляла одну четверть от чипа Logitech.

Synaptics преуспела – она получила 80% мирового рынка. Фактически, если у вас есть ноутбук с Windows и вы посмотрите на драйверы для сенсорной панели, скорее всего, вы увидите название Synaptics.

Федерико Фаггин оставался генеральным директором компании, а в 1999 году стал председателем правления и занимал этот пост до выхода на пенсию в 2007 году.

Если помните, в начале статьи упоминалось, что Synaptics предложила два решения для ввода: одно сенсорная панель, а другое сенсорный экран. Что произошло с сенсорным экраном? Что ж, это совсем другая история, связанная с Apple, iPod и секретным проектом, который стал iPhone.

По материалам: LowSpecGamer