Компьютерра PDA N107 (16.04.2011-22.04.2011) - [11]
Лунные программы СССР и США в то время шли ноздря в ноздрю, и допустить какие-либо оплошности, тем более по вине вычислительной техники, было немыслимо.
Надёжность системы управления при этом ставилась во главу угла. Конечно, техника военного назначения всегда отличалась высочайшими показателями отказоустойчивости, достигавшимися с помощью проектных, организационных и технологических мероприятий, а также жёсткой госприёмки. Однако в случае с БЦВМ для лунной миссии этих мер явно было недостаточно. Понимая это, инженеры НИИЭМ сделали "Аргон-11С"... трёхголовым. В буквальном смысле этого слова.
В "Аргон-11С" впервые в практике создания бортовых ЭВМ была применена схема резервирования узлов, которая именовалась троированной структурой с мажоритированием. За этим мудрёным названием скрывается элегантная по своей идее конструкция.
Вот он - космический Горыныч, бортовая цифровая вычислительная машина "Аргон-11С"
Структурно "Аргон-11С" состоял из трёх одинаковых функциональных блоков, работающих параллельно и независимо друг от друга. На входы каждого блока (всего их было 28) поступала совершенно одинаковая информация от множества датчиков телеметрии. На её основе каждый блок вырабатывал более сорока управляющих воздействий.
И вот тут начиналось самое интересное. Конечные управляющие воздействия формировались по мажоритарному принципу. То есть если на двух из трёх выходов они были одинаковы, а на третьем отличались, то за основу брались значения, выработанные большинством.
Мажоритарные логические схемы известны достаточно давно. Сигнал на их выходе зависит от одинаковых сигналов на большинстве входов
Фактически в "Аргон-11С" постоянно проходило голосование за наиболее правильное управляющее воздействие. А чтобы вы не подумали, что троица вычислительных блоков постоянно стремилась организовать коалицию против меньшинства, знайте, что между их входными и выходными каналами имелись связи, позволяющие обмениваться информацией в случае, если она в одном или нескольких блоках искажалась.
Ещё одной важной особенностью "Аргон-11С" было применение интегральных схем. Специально для этой серии специалистами НИИЭМ совместно с инженерами научно-исследовательского института точной технологии НИИТТ были разработаны гибридные интегральные схемы серии "Тропа" - фактически первые советские интегральные схемы.
Каждая интегральная схема "Тропа" содержала один логический элемент на базе транзисторно-транзисторной логики. В "Аргон-11С" таких интегральных схем были сотни. (Иллюстрация с сайта 155la3.ru)
Увеличить
Конструктивно печатные платы со схемами "Тропа" для каждого из трёх вычислительных узлов "Аргон-11С" собирались в многостраничную "книжку", корешком которой были шлейфы межмодульных связей. Вся эта "библиотека" жёстко монтировалась на специальном шасси, которое охлаждалось привычным для нас способом: с помощью вентилятора. С учётом тройного резервирования масса БЦВМ в 34 килограмма не кажется такой уж большой.
По нынешним меркам вычислительная мощность "Аргон-11С" - 200 тысяч операций в секунду - смехотворна, разрядность чисел и команд (14 и 17 соответственно) вызывает изумление, а объём оперативной памяти на ферритовых сердечниках (128 четырнадцатиразрядных слов) заставляет задуматься: как в ней вообще помещались какие-нибудь программы?!
Память на ферритовых сердечниках была единственным конструктивным решением для оперативного запоминающего устройства до середины семидесятых годов.
Зато надёжность этой машины, официально зафиксированная в её документации, потрясает. Вероятность отсутствия отказов в двух из трёх её модулей (а для голосования по большинству нужно минимум два работоспособных модуля) составляет 0,999 в течение восьми суток полёта космического аппарата к Луне и обратно.
Конструкция троированной схемы "Аргон-11С" была столь удачной, что в дальнейшем она была повторена с БЦВМ "Аргон-16", которую смело можно назвать космическим долгожителем. Эта ЭВМ использовалась в самых разнообразных космических аппаратах более 25 лет! Около трёхсот экземпляров "Аргон-16" трудились в "Союзах", транспортниках "Прогресс", орбитальных станциях "Салют" и "Мир". Поверьте, для ЭВМ космического базирования это большая цифра.
В бортовой ЭВМ "Аргон-16" также была использована троированная структура с мажоритарными связями. Для переноски этого девяностокилограммового "горыныча" к корпусу были приделаны специальные ручки.
Место БЦВМ "Аргон-16" в схеме транспортного корабля снабжения
Лунная программа СССР потерпела фиаско, но дала мощный толчок развитию бортовой вычислительной техники космического базирования. Пришедшие на смену "Аргонам" БЦВМ серии Ц, в частности "С-530", с успехом применялись в системах управления межпланетных станций "Марс" и "Венера". С их помощью впервые в истории человечества была выполнена посадка космического аппарата на поверхность Марса, проведены исследования кометы "Вега" и радиолокация Венеры.
"Трёхголовость" бортовых ЭВМ, реализованная в "Аргон-11С", и по сей день - одна из основных конструктивных особенностей космической вычислительной техники.
