Межзвёздные путешествия. Опыт антифантастики - [7]

В поиски повышения надежности будут вкладываться средства до тех пор, пока они не превысят величину убытков от неизбежных ошибок или пока кто-нибудь не потребует, чтобы была сделана хоть какая-то полезная работа.

Закон Мэрфи

Приведем еще одну причину, которую можно выразить следующим образом

НАМ НИКОГДА НЕ БУДЕТ ИЗВЕСТЕН ПОЛНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОЗМОЖНЫХ ДЕСТРУКТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ.

Из этого утверждения можно сделать вывод, что независимо от принятых мер обеспечения надежности, при отказе устройства всегда можно указать причину, по которой оно отказало.

К этому следует добавить, что существуют деструктивные воздействия, защита от которых требует таких материальных затрат, что проект космического вояжа становится нецелесообразным (см. приведенный выше Закон Мерфи).

Например, известно, что в Космосе существуют излучения, для защиты от которых может оказаться недостаточным экран, по объему соответствующий Земному шару, так как некоторые из этих излучений проницают Землю, не изменяя своих параметров.

Памятуя, что «будущее начинается сегодня», попытаемся увидеть, какие способы обеспечения надежности можно назвать сегодня и оценить, и могут ли они применяться для грядущих космических вояжей?

Насколько эффективны существующие способы?

Прежде всего, уясним, что основная проблема, которая и определяет реализуемость межзвёздных вояжей — это проблема обеспечения надежного функционирования. Это не случайно.

Не трудно показать, что: «решить проблему транспортировки технических средств проще, чем гарантировать, что в результате этого будет доставлено именно то, ради чего и замышлялся весь проект».

Попытаемся ответить на вопрос, существуют ли в наше время способы создания устройств, устойчивых к деструктивным воздействиям?

Существующие сегодня методы обеспечения надежности можно условно разделить на три группы:

1. Методы, основанные на применении компонентов, устойчивых к предполагаемым деструктивным воздействиям. Например, применение элементов, устойчивых к высоким температурам, сильным вибрациям и т. п.

2. Методы, основанные на защите создаваемого устройства от деструктивных воздействий. Например, стабилизация температуры изделия, разработка виброустойчивых несущих конструкций, экранирование и т. п.

3. Методы разработки устройств, не чувствительных к отказам компонентов. Например, кратное повторение структуры, при котором отказ одного из элементов не приведет к нарушению ее работы.

Для организации межзвездного вояжа первые два метода не применимы. Впрочем, и на Земле они носят вспомогательный характер. Причина заключается в том, что устойчивость компонентов к высоким температурам, как и устойчивость защитных экранов — свойства преходящие (происходит так называемое, «старение»). Это для условий межзвёздных путешествий не применимо, потому, что, насколько бы свойства защиты, перечисленные в пунктах 1 и 2 не были эффективными, неизбежно настанет момент, когда защитные экраны или несущие конструкции выработают свой ресурс.

В наше время при конструировании устройств всё чаще используется третий способ. Это связано с успехами микро — миниатюризации в электронике, которые позволяют вводить высокую избыточность. И всё-таки, этот подход не способен обеспечить достаточную надежность аппаратуры межзвездных кораблей. Дело в том, что при реализации этого положен принцип «большинства», при котором «правильным» считается сигнал, который выработан большинствомдублированных компонентов. Например, при троировании правильным будет состояние, которое одинаково, не менее, чем у двух структур.

Из этого следует, что какой бы не была кратность структуры, в устройстве должен присутствовать единственный элемент («элемент принятия решений»), который должен единолично принимать решение по поводу «мнения большинства» (ситуация «единственного элемента» называется проблемой «узкого горлышка»). Возникает проблема «кто будет охранять сторожа?».

Когда речь идет об устройствах, эксплуатирующихся на Земле, эти проблемы решаются применением к элементу управления методов обеспечения надежности, названных в пунктах 1 и 2. Следовательно,

все современные методы обеспечения надежности неприемлемы для конструирования аппаратуры межзвездных космических кораблей.

И, всё-таки.

Существуют ли предпосылки обеспечения требуемой надежности?

Что говорит наш здравый смысл?

Во-первых, что нет проблемы, которая была бы неразрешима, исключая обозначенную незабвенным Козьмой Прутковым: «Нельзя объять необъятное» И, всё-таки,

во-вторых, наш здравый смысл говорит нам, что для этого есть источники оптимизма.

Например, известно, что:

A. В Природе существуют способы обеспечения надежности ее созданий.

B. В Природе не применяются методы обеспечения надежности, принятые в технических устройствах.

Например, популяция рыб сохраняется за счет того, что количество мальков на несколько порядков превосходит количество взрослых особей; количество пыльцы растения на несколько порядков превосходит ее потребности для опыления; количество семян превосходит количество взрослых растений и т. д.

На фоне концепций обеспечения надежности, принятых в технике, способ, существующий в природе несколько парадоксален. Житейский опыт и опыт конструирования технических изделий подсказывает, что в любой системе, чем больше составляющих ее элементов, тем больше шансов, что какой-то из них откажет. По этой причине мы воспринимаем существующую в природе избыточность, как расточительность. Наши представления о способах обеспечения надежности можно коротко сформулировать: