題:
未來維納斯漫遊者的機械計算硬件?它是如何工作的?
uhoh
2017-08-29 21:17:09 UTC
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我不知道為什麼Gizmodo說 NASA的最新金星探測概念看起來像是Tim Burton創造物,因為它看起來更像是 Theo Jansen創造物!在下面的視頻中也可以進行比較。

我可以理解對風進行嚴格的機械驅動而不是機電移動,但是我看不到如何機械地進行有意義的計算。大致而言,未來的維納斯漫遊者正在考慮使用哪種機械計算硬件?是像1 FLOP和1 kb,還是小而密集甚至是 MEMS之類的東西?

我很感興趣,因為這顆 10,000年的衛星可以真正受益於非電子計算機在太空中生存這麼長的時間!

另請參閱NASA的極限環境自動機漫遊車(AREE)

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我可以肯定地確定AREE將包含或多或少的常規電子微處理器。由於如今它們可以做得如此小巧且低功耗,因此將其保持在足夠低的溫度並不是什麼大問題。
三 答案:
Quentin Clarkson
2017-08-30 00:27:51 UTC
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這不是一台計算機,因為該術語通常在今天已經被理解,並且它肯定沒有使用摩爾斯電碼。

系統實際上正在做的是獲取儀器的輸出,可能是低壓電信號,將其放大為可機械使用的信號,並將其轉換為流動站頂部四個磁盤的旋轉(每個磁盤有4個位置,相當於一個8位信號)。

這些磁盤上顯示的值可以從可以使用常規計算機完成所有更複雜任務的軌道飛行器或高空氣球上看到。

從物理上講,“計算機”部分可以是一堆移動磁盤的齒輪。

如先前的答案所示,您可以使用此類系統計算出令人驚訝的結果,但是由於重量方面的考慮,複雜性可能會保持在最低水平,例如使用磁盤的相對位置而不是重置為絕對值,因為軌道器可以輕鬆減去先前的值而沒有重量損失。

但是,如何在沒有電子設備的情況下將低壓電信號放大到機械可用的狀態呢?問題是關於機械計算硬件,因此沒有電子放大器。
@Uwe是的,那部分不只是齒輪。但是,它比計算機更多地是儀器的一部分(無論如何,您可能無法將照相機純粹地機械化),並且它可以使用笨重的電氣組件,而不是容易熔化的矽芯片。
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@8bittree純粹的機械相機可能會承受高溫,但是您需要不熔化的攝影膠片或底片。
@8bittree不是機械過程,而是化學過程-重要的部分是有一種方法來傳輸圖像(或使用類似傳感器的其他數據,例如測量加熱樣本時產生的精確彩色火焰)。取回薄膜膠囊是從LEO完成的,但對於一年來執行任務的所有數據而言,實際上並不實用。
在光盤通信中,[semaphore](https://en.wikipedia.org/wiki/Flag_semaphore)比莫爾斯電碼更好嗎?金星沒有相當不透明的雲嗎?它必須由可以浸入雲層下面才能看到的東西再看回去,然後再回到雲層之上,那裡的環境更加友好,也許還有更多的陽光可以為電池充電,就像太陽飛機一樣。
@uhoh是的,這比喻更緊密。 Gizmodo文章中的圖像將磁盤標記為雷達目標-如果您僅限於可見光,則云是不透明的。
@QuentinClarkson嗯,所以您不僅僅意味著非電子產品。我的第一個想法實際上是斷路器,而不是電影。讓光線照亮並加熱兩個不同的金屬條對,當金屬以不同的速度膨脹時,鍵合對將彎曲。絕對難以進行實際的熱處理,並且可能會使熱處理過多。好吧,我們知道光會施加壓力,因此從理論上講,我們仍然可以製造純機械相機。儘管我對此表示懷疑,但在真空環境下它能否很好地工作。在這兩種情況下,仍然存在取回圖像的問題。
@8bittree之類的傳感器存在的問題是靈敏度-如果您在其上施加足夠的負載以物理方式移動任何物體,它將無法響應您要測量的微小變化。
Hobbes
2017-08-29 22:13:59 UTC
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不要低估機械零件的功能。 18 年代,Charles Babbage在可編程的通用計算機(分析引擎)上工作。遺憾的是,儘管這個想法很合理,但從未完成。 差異引擎(不是圖靈完整的)的早期設計是在1990年代建造的。

也就是說, AREE研究尚未發展到設計硬件的地步。該研究從第19頁總結了可能的解決方案(機械,氣動/流體,真空管和其他電子設備),然後展示了諸如蓄電和導航等元素的一些可能實現方式,該方式使用了無需計算的避障方法。

雖然第1階段證明了可行性,但仍有許多領域需要進一步完善和論證以建立概念可信度。金星漫遊者概念的持續工作,不需要開發成本和時間表未知的技術,極大地改變了有關金星任務和可實現科學的對話。

我認為這絕對令人著迷!謝謝您的鏈接,我來看一下:-)
不僅Babbage在裝有機械組件的計算機上工作,而且Konrad Zuse的第一台Z1也使用了很多機械手。參見https://en.wikipedia.org/wiki/Z1_(計算機),但是Babbage和Zuse都存在機械精度不足的問題。
Eugene Styer
2017-08-29 22:55:13 UTC
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也不要忘記,我們不必進行數字化處理。 模擬計算機很普遍,直到60和70年代逐漸消失,但在某些領域還是有用的。

那是個很好的觀點;我以為機械計算機是數字計算機,但這只是一種反思,謝謝!但是我認為這更多是評論而不是實際的stackexchange答案。我問過一個特定的NASA計劃,“ ...它是如何工作的?”不僅僅是可能有用的想法。
但是60年代和70年代的模擬計算機佔了90%以上的全半導體電子產品。在40年代和50年代,也有配備真空管的電子模擬計算機。
純模擬機械設計可以做很多事情。 EX戰艦上的火力控制系統。 https://www.youtube.com/watch?v=s1i-dnAH9Y4


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