Головна > Наука

Місячна база NASA: апаратура готова а програмне забезпечення — серйозна загроза

Сьогодні,   17:58    122

NASA має план побудувати постійну базу на Місяці — з ядерним реактором, гермокабінами, роверами і комунікаційними супутниками. Те, чого агентство, схоже, не має, — це сучасне програмне забезпечення, щоб усім цим керувати. У новому аналітичному матеріалі, про який повідомляє SpaceDaily, колишній інженер SpaceX Лора Крабтрі — тепер генеральний директор компанії з операційного ПЗ Epsilon3 — застерігає: найбільша загроза для місячної бази — не технічна і не фінансова. Це інформаційна архітектура, або, точніше, її відсутність.

Що відомо коротко

  • Перша фаза місячної бази NASA передбачає 25 запусків і 21 посадку, десятки міжнародних партнерів і регулярні пілотовані польоти кожні шість місяців
  • Більшість програмних систем NASA і підрядників будувалися десятиліттями тому навколо контрактних кордонів, а не операційної ефективності
  • Критичні оновлення досі передаються електронною поштою, PDF-файлами і таблицями Excel — без спільного контролю версій
  • NASA і Міністерство енергетики США підписали меморандум про розробку ядерного реактора потужністю 100 кВт для розміщення на Місяці до 2030 року
  • Дослідники порівнюють ситуацію з катастрофою Mars Climate Orbiter 1999 року, коли місія вартістю 327 мільйонів доларів загинула через неузгодженість одиниць вимірювання між підрядниками

Що це за явище

Програма Artemis — найамбітніша пілотована космічна програма США з часів «Аполлона». Вона передбачає повернення людей на Місяць і поступове будівництво постійної бази поблизу південного полюса, де у тіні кратерів залягає водяний лід. Нині NASA разом із ДОЕ активно працює над ядерним реактором поділу ядра, який міг би забезпечувати базу енергією цілодобово — особливо під час двотижневої місячної ночі, коли сонячні панелі марні.

Проте база — це не просто набір об’єктів. База — це операція. А операції залежать від інформації: хто що знає, коли він це знає і чи є ця інформація актуальною та точною. Саме тут, стверджують критики, NASA відстає катастрофічно.




Деталі відкриття

Лора Крабтрі, яка працювала в SpaceX над програмою Dragon і комерційних пілотованих польотів, а тепер консультує численні космічні та оборонні організації, описує проблему з болісною точністю. Сучасні космічні організації використовують клаптикове лоскутне покривало несумісних систем. Ці системи будувалися не для операційної ефективності, а для того, щоб відповідати юридичним та організаційним кордонам між підрядниками.

Останні новини:  Загублений світ у Китаї переписав історію появи складного життя на Землі

Результат: критичні оновлення до специфікацій, процедур обслуговування систем життєзабезпечення або планів місії подорожують електронними листами, вкладеннями у форматі PDF і таблицями Excel. Спільний контроль версій — рідкість. Коли над однією місією працює один підрядник, такі інформаційні бункери — неприємність. Коли базу будують десятки місій від численних провайдерів з різних країн, ці бункери стають точками потенційного відмову.

«Перша фаза місячної бази сама по собі передбачає 25 запусків, 21 посадку та роботу з десятками міжнародних партнерів», — зазначається в матеріалі. — «Такого операційного темпу NASA не намагалося підтримувати вже кілька десятиліть».

Що показали нові спостереження

Галузь вже знає ціну подібних збоїв. У 1999 році Mars Climate Orbiter було втрачено через те, що одна інженерна команда використовувала британські одиниці вимірювання, а інша — метричні. Жодна інтегрована система не помітила розбіжності до того, як апарат згорів у марсіанській атмосфері. 327 мільйонів доларів — і помилка конвертації одиниць.

У 2020 році капсула Boeing Starliner під час місії OFT-1 отримала критичну помилку синхронізації програмного забезпечення, що ледь не призвела до катастрофічного збою двигунів. Наступна перевірка виявила ще одну незалежну програмну помилку, яка також не була виявлена під час тестування. Огляд NASA дійшов висновку, що фрагментований процес верифікації ПЗ Boeing був першопричиною. Далі — 2023 рік: місячний посадковий модуль Astrobotic Peregrine зазнав витоку палива одразу після запуску. Місія підкреслила, як швидко усе виходить з ладу, коли апаратно-програмна інтеграція в рамках складних контрактних відносин не витримує реальних умов.

Кожен із цих інцидентів стосувався відносно обмеженої місії з одним космічним апаратом. Постійна місячна база помножує кожну з цих координаційних поверхонь. Режими відмов не складаються — вони множаться. Про те, як Artemis II вже тестує системну інтеграцію між капсулою Orion та її сервісним модулем, читайте у матеріалі про підготовку NASA до Artemis II.

Останні новини:  Земля вже не може прогодувати 8 мільярдів людей

Чому це важливо для науки

Є спокуслива думка, що штучний інтелект вирішить проблему координації. Теоретично — може. Але передумова — цілісність даних. ШІ-системи настільки хороші, наскільки хороша інформація, яку вони обробляють. Якщо ця інформація розкидана по несумісних базах даних, замкнена у форматах окремих підрядників або надходить із запізненням через вкладення в електронному листі, жодне машинне навчання це не компенсує.

«Комп’ютери Apollo мали менше обчислювальної потужності, ніж сучасний смартгодинник. Обчислювальна потужність більше не є обмеженням. Обмеженням є інституційна архітектура», — наголошується в матеріалі.

За оцінками аналітиків, NASA витратило понад 100 мільярдів доларів у реальному вираженні на плани повернення на Місяць. Програма місячної бази додає ще кілька мільярдів. У цих колосальних сумах вартість побудови належного програмного хребта — статистична похибка. Вартість його відсутності може вимірюватися затримками місій, збоями інтеграції та втратою стратегічних позицій.

Крабтрі пропонує конкретне рішення: до підписання будь-якого контракту Першої фази NASA повинне запровадити обов’язковий стандарт сумісності даних — спільну специфікацію обміну даними, яку кожен підрядник місячної бази, внутрішній і міжнародний, повинен прийняти як умову участі. Не рекомендацію. Не найкращу практику. Вимогу, закріплену в мові контракту, з фінансованим інтеграційним стендом, де системи підрядників перевіряються один проти одного до того, як апаратура покине Землю. Саме так Міністерство оборони США вчинило зі своєю ініціативою JADC2 (Joint All-Domain Command and Control). NASA не потрібно винаходити модель. Йому потрібно прийняти одну таку. Про те, як ядерний реактор Kilopower свого часу задумувався як компактне переносне рішення для місячних та марсіанських місій, читайте у матеріалі про ядерний реактор NASA для позаземних колоній.

Цікаві факти

  • 🚀 SpaceX Starship — один з основних кандидатів на роль ракети для запуску місячної бази — здатен доставити на орбіту понад 100 тонн вантажу: приблизно втричі більше, ніж SLS, але також вимагає принципово іншого підходу до управління даними через різні операційні культури SpaceX та NASA
  • ⚠ Катастрофа Mars Climate Orbiter коштувала 327 мільйонів доларів і сталася через єдину помилку координації між двома командами — в масштабах місячної бази з десятками підрядників подібних «точок перетину» будуть тисячі
  • 🌙 Місячна ніч на Місяці триває 14,5 земних днів поспіль. Саме тому NASA обрало ядерний реактор поділу ядра замість сонячних панелей для постійної бази — ядерна енергія не залежить від сонячного світла і може живити базу цілодобово
  • 💻 За даними дослідницького інституту Standish Group, великі державні ІТ-проєкти зазнають невдачі або суттєво перевищують бюджет у більш ніж 66% випадків — саме тому критики наполягають на вирішенні програмної проблеми ще до того, як контрактний «бетон» застигне
Останні новини:  Новий чіп витримує 700 градусів і може змінити майбутнє штучного інтелекту

FAQ

❓ Що конкретно не так з нинішньою ІТ-інфраструктурою NASA? Системи розроблялися окремо для кожного підрядника, без спільних стандартів обміну даними. Критичні оновлення передаються електронними листами і PDF-файлами, а не через інтегровані платформи з контролем версій. У масштабах одного польоту це незручність; у масштабах постійної бази з десятками підрядників — це потенційна точка системного відмову.

❓ Чи не може ШІ вирішити цю проблему? Тільки якщо дані спочатку будуть впорядковані. Штучний інтелект потребує чистих, узгоджених і своєчасних даних. Якщо дані розкидані по несумісних форматах або надходять із запізненням, ШІ лише прискорить похибки, а не виправить їх.

❓ Скільки коштує вирішення цієї проблеми порівняно з усією програмою? Аналітики вважають, що побудова належного програмного хребта коштувала б відносно невелику частку від загального бюджету, який вже перевищив 100 мільярдів доларів. Це крапля в морі порівняно з потенційними збитками від програмних збоїв, затримок місій або — в найгіршому випадку — аварій.

NASA готується побудувати на Місяці ядерний реактор, який виробляє 100 кіловат електроенергії цілодобово — достатньо для живлення близько 80 американських будинків — і при цьому, за словами галузевих критиків, не має єдиної бази даних, в якій усі підрядники бачили б актуальний стан процедур обслуговування систем життєзабезпечення. Це як побудувати найскладнішу ядерну електростанцію в Сонячній системі і вести всю її документацію у спільній папці Google Drive, де кожен підрядник зберігає власну копію у власному форматі.

Місячна база NASA: апаратура готова а програмне забезпечення — серйозна загроза з’явилася спочатку на Цікавості.


cikavosti.com