|
Будет ли работать смартфон на Марсе
|
|
|
|
Мы постоянно пишем про исследования Марса, и не так давно один из читателей задал в комментариях, казалось бы, простой вопрос о том, а могут ли там работать обычные смартфоны? Немного поразмыслив, мы в редакции поняли, что ответить на него не так легко, потому что условиях на соседней планете отличаются от земных слишком сильно. Но мы попробуем.
|
|
|
|
Низкое давление
|
|
|
|
Один из главных параметров, по которым Земля отличается вообще от большинства космических тел — это атмосферное давление. На Марсе оно не нулевое, поскольку у него есть заметная атмосфера, но все же намного ниже привычного для нас: примерно 0,6 процента от земного или 600 паскалей. Низкое давление может повлиять на смартфон несколькими способами. Некоторые из факторов достаточно очевидны, но не критичны. Например, при низкой плотности воздуха микрофон и динамик, вероятно, продолжат работать, но принимать и воспроизводить звуки они будут неэффективно — то есть звучать динамик будет тише.
|
|
|
Но давление может воздействовать и на критичные компоненты, такие как аккумулятор. В 2012 году NASA провело испытания литий-ионных аккумуляторов в условиях низкого давления, и одним из «подопытных» оказался аккумулятор от iPad, который не сильно отличается от аккумуляторов смартфонов. Выяснилось, что он вздувается, и хотя после повышения давления возвращается в нормальное состояние, но нахождение при низком давлении в течение нескольких часов снижает емкость примерно на треть. Так что смартфон на Марсе придется заряжать чаще.
|
|
|
|
Еще одно неочевидное следствие низкого давления относится не ко всем смартфонам, а лишь к некоторым мощным и дорогим. В них для охлаждения используется не медная полоска-теплоотвод, а герметичная паровая камера в виде трубки или толстой прямоугольной пластины (как тут). Внутри трубки находится небольшой объем воды или другой жидкости. Когда процессор подвергается интенсивной вычислительной нагрузке, он выделяет много тепла и отдает его часть трубке, жидкость испаряется и переходит в другие части камеры, где охлаждается и конденсируется.
|
|
|
|
Часто в таких трубках используется пониженное давление, что позволяет снизить температуру кипения. Кроме того, на стенках внутри есть мелкие структуры, между которыми сконденсированная вода возвращается обратно в горячую область благодаря капиллярному эффекту. Пониженное давление на Марсе вряд ли разорвет трубку, но может заметно поменять ее температурный режим работы и эффективность.
|
|
|
|
Не такая уж низкая температура
|
|
|
|
Марс также отличается от Земли низкой температурой. Как и на Земле, она сильно отличается между полюсами и экватором, но вряд ли будущая экспедиция выберет для себя самые суровые условия, поэтому за основу можно взять местоположение близкое к экватору, где сейчас работает марсоход «Кьюриосити». За время своей работы он регистрировал температуры от +6 до ?68 градусов Цельсия, что вполне соответствует температурам на Земле: нижнее значение как раз соответствует температурным рекордам в Якутии.
|
|
|
|
Вряд ли будущие колонизаторы Марса высадятся во время рекордно низких температур и столкнутся с морозом около ?70 градусов. При более высокой температуре современные смартфоны вполне способны работать, как они делают это в Сибири, но будут сталкиваться с проблемами — в основном, с аккумулятором. При снижении температуры внутреннее сопротивление в литий-ионном аккумуляторе возрастает, и если процессор запросит высокий ток, аккумулятор может просто не справиться с нагрузкой, из-за чего смартфон выключится. По той же причине Apple несколько лет назад начала намеренно занижать мощность iPhone со старыми аккумуляторами. С другой стороны, из-за низкой плотности марсианской атмосферы она будет медленнее отводить тепло от смартфона за счет конвекции, и тем самым частично скомпенсирует этот эффект.
|
|
|
|
Радиация
|
|
|
|
Самая незаметная из серьезных угроз на Марсе — это радиация. Благодаря атмосфере ее уровень на поверхности Марса заметно ниже, чем в открытом космосе, но примерно в три раза выше, чем на низкой околоземной орбите, например, на МКС. Из-за этого чипы в смартфоне будут постоянно облучаться потоком высокоэнергетических частиц, часть из которых будут образовывать в них вторичные частицы, в результате чего транзисторы и ячейки памяти могут менять свои параметры и вызывать сбои.
|
|
|
|
Обычно для защиты от этих эффектов используются радиационно-устойчивые схемы с усиленной изоляцией транзисторов и измененной структурой микросхемы, а также программными защитами, например, помехоустойчивыми кодами. В смартфонах используются обычные чипы, поэтому они безусловно более восприимчивы к радиации и могут выйти из строя. Но это не значит, что устройство выйдет из строя сразу же после выхода из космического корабля (проблему транспортировку до Марса в потоке космического излучения мы тактично опустим). Это доказывает как минимум проект PhoneSat, в рамках которого NASA отправило на орбиту несколько кубсатов, работающих под управлением смартфонов Nesus One и Nesus S, а также плат Arduino. В целом проект был успешным и спутники смогли проработать неделю, прислав фотографии с орбиты.
|
|
|
|
Камера
|
|
|
|
Но даже если в вашем смартфоне будет установлена хорошая камера, и он сможет работать на Марсе, получить такие же фотографии, как на Земле не получится. Во-первых, радиация, если и не сломает процессор, наверняка оставит яркие следы на матрице камеры. Во-вторых, в последние годы производители стали дополнять камеры большим количеством алгоритмов (подробнее об этом можно узнать из нашего материала «Зрячая математика»), в том числе и нейросетевым алгоритмом определения объектов на сцене для выставления баланса белого. Учитывая необходимость цветокоррекции снимков с марсоходов, скорее всего необученные для такой задачи смартфоны будут смещать цвета в сторону знакомых им земных пейзажей. А если мороз, давление и радиация не испортят ваш смартфон, возможно его выбьет у вас из рук марсианский пылевой демон.
|
|
|
|
Источник
|
