Как развитие проектирования печатных плат для космических миссий позволило воплотить в жизнь видение SpaceX

Современный рабочий процесс и подходы к производству печатных плат являются самыми быстрыми, наиболее интуитивно понятными и экономически выгодными из когда-либо существовавших. Любой, от маленького стартапа до устоявшихся инженерных отделов, может создавать амбициозные проекты без компромиссов. Это оказало особенно трансформирующее воздействие на индустрию космических исследований, где самодостаточные компании, такие как SpaceX, продолжили дело NASA. Дешевая, надежная технология печатных плат означает, что SpaceX может делать то, что раньше было невозможно. Однако четыре десятилетия назад реальность была совсем иной.

Прогресс в дизайне печатных плат позволил космическим исследованиям достигнуть новых высот

Saturn V: Один маленький шаг для печатных плат, один гигантский скачок для человечества

В 1969 году, скорее всего, вы были слишком молоды, чтобы стать свидетелем самого значительного события того года. NASA в рамках своей программы Аполлон запустила первую успешную исследовательскую миссию на Луну, опередив советское соперничество и закрепив американскую победу в космической гонке. Однако ракета Сатурн V, которую они использовали, не смогла в полной мере воспользоваться технологией печатных плат, которая, как и многие из вас, только зарождалась. Тогда печатные платы имели трассы, проложенные вручную, не содержали интегральных схем, отличались низкой плотностью компонентов и требовали ручной пайки. Исключением стал бортовой компьютер Аполлона Сатурн V или AGC. 16-битный AGC обеспечивал навигацию и управление и стал первым применением интегральных схем в форм-факторе поверхностного монтажа. В то время только щедрое финансирование NASA и уникальный сбор талантов позволили сделать этот знакомый подход возможным.

Космический Шаттл: Технология Печатных Плат Действительно Взлетает

Чуть более чем через 10 лет после этого, гибкие печатные платы и космические полеты претерпели огромные изменения. После успеха программы Аполлон, NASA нацелилась на создание повторно используемого и надежного космического корабля, который заменит ракету Сатурн, в итоге получившегося известным как Космический Шаттл, с которым мы все сегодня хорошо знакомы. Также проектирование и производство печатных плат претерпели трансформацию аналогичного масштаба: интегральные схемы, многослойные платы, технология поверхностного монтажа и автоматизированное производство определили индустрию. Применение печатных плат эволюционировало. Это оказало выдающееся влияние на дизайн Космического Шаттла: компьютеризация операций и даже целых фаз миссии. Пять авиационных компьютеров IBM AP-101, четыре из которых работали одновременно, а один в качестве аварийного резерва, автопилотировали Шаттл. Способные обрабатывать 480,000 инструкций в секунду, эти компьютеры внедрили передовые технологии, будучи при этом не больше коробки для обуви. Ускоренный прогресс технологии печатных плат означал, что Космический Шаттл мог надежно использовать вычислительную мощность, ранее ассоциировавшуюся с мейнфреймами размером с комнату.

Космический шаттл, оснащенный более продвинутой технологией печатных плат, взлетает!

SpaceX: Технология печатных плат достигает новых высот

Сегодня SpaceX является одним из крупных игроков, исследующих новые границы космических полетов. Основанная в 2002 году Илоном Маском, компания SpaceX — это амбициозное предприятие по созданию новой многоразовой системы запуска и, в конечном итоге, межпланетных путешествий. Наиболее заметным из этих усилий является серия ракет Falcon. Разработанные с целями многоразовости и снижения стоимости, ракеты серии Falcon сконструированы с учетом простоты производства и сборки. Создание семейства Falcon и самой компании SpaceX произошло благодаря раннему открытию Маска о том, что стоимость создания космического аппарата легко контролируется за счет вертикальной интеграции. Другими словами, SpaceX независимо производит большинство частей Falcon и осуществляет сборку внутри компании. Ракеты Falcon 9, являющиеся последним фокусом разработки, представляют собой двухступенчатую конструкцию, разработанную с революционной системой посадки. При возвращении на Землю ракета поворачивается на 180 градусов и вертикально приземляется, что является невероятным достижением на пути к созданию многоразовой ракетной системы.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

19 февраля SpaceX дебютировала со своим запуском Falcon 9. Фото: Надежда Мурмакова/shutterstock.com

Какую роль играет современная промышленная технология печатных плат и вычислительная мощность, которую она предоставляет, в мире SpaceX? Для ракет Falcon 9, а также для всей концепции вертикальной посадки, это компьютеры управления и полета. Современная технология печатных плат не только сделала эту систему возможной, но и абсолютно практичной без компромиссов. Широко доступные высокопроизводительные интегральные схемы и процессорные блоки в сочетании с современными многослойными платами сократили общие требования к пространству модулей печатных плат и снизили их стоимость. Быстрое производство, технология поверхностного монтажа и постоянно расширяющийся каталог используемых компонентов со склада означают, что дизайн плат может быть гибким по мере изменения потребностей и доступен в короткие сроки. Что наиболее важно, мощное и интуитивно понятное программное обеспечение для проектирования печатных плат позволяет дизайнерам SpaceX с легкостью создавать эти системы. Это большое преимущество для дизайна Falcon 9. Высокая избыточность компонентов, стандартные процессоры и существующие компьютерные платформы применяются для обеспечения надежности гарантированно.

SpaceX может продвигать технологии печатных плат до пределов атмосферы, но нет такого приложения, которое не выиграло бы от мощного и инновационного дизайна. Профессиональное программное обеспечение для дизайна печатных плат может помочь вам воплотить ваши дизайнерские мечты в реальность.  Будь вы дизайнер-новичок с большими идеями для следующего великого гаджета или опытный инженер, стремящийся усовершенствовать свой рабочий процесс, Altium Designer предлагает инструменты для печатных плат, необходимые для запуска вашего следующего проекта.