bourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSSbourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSS


Partager
                                                         

Les ordinateurs sur les engins spatiaux soviétiques

bourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSS

Le système de guidage de Bourane-Energia à été développé au centre de recherche scientifique Khartron à Kar'kov, qui a aussi développé de nombreux autres ordinateurs de systèmes spatiaux et de missiles. La transition entre les systèmes de guidages analogique à des systèmes informatiques à eu lieu dans les années 60. A cette époque le fait de guider un missile intercontinental requérais des calculs précis et le traitement d'une grande masse d'information par les systèmes temps réels embarqués. Cela pouvait seulement être accompli par des ordinateurs puissants. La première fusée avec un système de guidage informatisé embarqué fut lancé en 1971. Dans les années 80 Khartron travaillât en parallèle sur 2 projets complexes: le système de guidage d'Energia et l'autre pour le puissant missile SS-18 connu en occident sous le nom "Le Satan".

bourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSS

A cette époque les scientifiques à Moscou et en Ukraine travaillaient sur l'ordinateur de bord du complexe Saliout-5 pour la station MIR, le système de rendez-vous Kurs, qui fonctionne depuis parfaitement sur les systèmes Mir-Soyouz-Progress et pour d'autres engins spatiaux. Le premier Spoutnik, lancé en 1957, avait l'équipement de bord le plus primitif qui lui permettait seulement de surveiller quelques paramètres depuis la Terre. A l'opposé, les ordinateurs de bord des engins des années 80 devaient accomplir des tâches tel que l'orientation et la stabilisation dans l'espace, la navigation, la programmation d'action, la surveillances de paramètres, des diagnostiques, et bien d'autres choses. Le système de bord développé pour le Saliout-5 de la station Mir reste l'ordinateur de bord le plus puissant et le plus fiable produit en série à ce jour.

bourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSS

Mais les progrès les plus impressionnants accomplit en terme de complexité et de fiabilité de fonctionnement restent ceux faits sur la navette Bourane. A la différence de la navette Américaine qui a été développé dès le début comme un engins piloté, la navette Soviétique Bourane était prévu pour exécuter des missions automatique (sans équipage). Cela imposa aux développeurs du système de guidage une tâche bien plus complexe. Il devaient prévoir tous les scénarios de défaillances possibles et leurs parades.

bourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSS

De nombreuses solutions originales furent implémentées dans le design de l'ordinateur de bord de Bourane, comme la redondance des systèmes de traitement. La multiplication des systèmes de calcul solva le problème de fiabilité mais posa celui de la synchronisation des calculs entres ces unités. A l'inverse des Américains qui utilisèrent une synchronisation logicielle, les scientifiques Soviétiques choisirent la synchronisation matérielle et de fait évitèrent d'avoir à développer des logiciels complexes de synchronisation. Une des questions les plus importantes au début du développement du système était: Quel langage utiliser? Bien sûr il existait des langages bas niveaux pour les ordinateurs de bords des missiles, mais Bourane était bien plus complexe. Dans un laps de temps très court il était necessaire d'écrire des programmes d'une taille largement supérieure à ce qui ce faisait à l'époque dans les systèmes de guidage. Il était necessaire d'augmenter l'efficacité des programmeurs, le langage assembleur à donc été évincé.

Les nombreux programmeurs devaient interagir entre eux et avec les spécialistes des systèmes de bord. Ainsi, cela rendit le choix du langage de programmation particulièrement compliqué. L'Institut Keldish de Mathématique Appliquées pris une part importante dans la résolution de ce problème. Ce projet était supervisé par Mikhail Romanovich Shura-Bura. A la fin, 2 nouveaux langages de programmation furent développés: Prol-2 (pour les systèmes de bord) et Dipol (pour les systèmes au sol), et aussi le langage spécial de description Floks, qui servait de passerelle entre les 2 premiers. De plus, le langage de modélisation Laks et d'autres langages d'outils furent créés. Tout cela comprenait un environnement de développement pour écrire, debugger le code source et le tester sur des simulateurs. Cet ensemble servi de base pour tous les développeurs de logiciels qui travaillèrent sur le système de guidage de Bourane.

Détails de l'ordinateur de bord de Bourane

bourane, programme navette Bourane, buran, energia, navette spatiale, URSS, fusée energia, lanceur energia, mriya, polious, buran, poliyus, energya, maks, bor-4, bor-5, bor-6, energia-bourane, fusée soviétique, navette spatiale, Буран, Энергия, plans, sovietique, navette russe, URSS

Le système informatique de bord reçoit les informations des détecteurs et système de bord, traite l'information en fonction des différentes tâches et envoi les ordres correspondants aux actionneurs et systèmes de bord. Pour garantir le fonctionnement en temps réel la lecture/ecriture des entrées/sorties à lieu toutes les 32.8 ms.

L'aspect et la structure de l'ordinateur de bord sont définit par la préservation de la capacité de travail ainsi que la garantie de la sécurité de l'équipage. L'ordinateur de bord est composé de 2 parties: le traitement central et régional, composé chacun de 4 ordinateurs qui travaillent de manière synchrones et traitent les mêmes tâches. Les 4 unités de traitements effectuent les mêmes opérations dont les résultats sont comparés en fin de processus, si un ordinateur tombe en panne il est automatiquement arrêté (les 3 autres continuent à fonctionner) et ainsi de suite jusqu'à qu'il ne reste plus que 2 ordinateurs, si une panne survient de nouveaux (les résultats des 2 ordinateurs sont différents) le système décide de couper aléatoirement un ordinateur de sorte qu'il reste toujours 50 % de chance de bon fonctionnement.

La synchronisation des informations des 4 unités de traitements en temps réel est une opération difficile et très peu sûr. Ainsi, la synchronisation des modules centraux et régionaux n'est pas fait de manière logiciel (comme sur la navette Américaine) mais par voix matériel, il y a une seule horloge à quartz qui génère le train d'impulsions pour les 8 unités de traitements à la fréquence de 4 MHz. Comme l'horloge doit elle aussi répondre aux exigences de suretée (prendre en compte 2 pannes matériels) il y a 5 canaux qui sont réservés pour le signal d'horloge sur qui on établi la règle du vote de "3 pour 5". Le stockage des informations de l'ordinateur de bord se fait par une bande magnétique à la capacité de stockage de 819 200 mots de 32 bits dont une partie pour le stockage du logiciel avant son chargement en mémoire vive. Cette bande peu aussi être utilisée pour stocker des informations qui seront affiché sur les écrans de bords.


Détails techniques sur l'ordinateur de Bourane

Caractéristique Valeur
Puissance de calcul, opération/s 37*10^4
Nombres de processeurs 74
Capacité de la RAM
opérationnel, mots de 32 bits 131 072
persistant, mots de 32 bits 16 384
Nombres de processeur d'entrée/sortie 4
Nombre de ligne de la transmission des connexions 21
Trame d'échange d'information entre les appareils, bits 36
Fréquence d'échantillonnage des capteurs, MHz 0.25
Vitesse du bus entre les 4 unités de traitements, mots de 36 bits /s 61 440
Puissance électrique, Watt 270
Tension, Volt 27
Température de fonctionnement, °C -10 à +50
Masse, Kg 33.6