Марсианские хроники

Всем известна история о том, что американцы потратили кучу денег на создание авторучки, которая работала бы в космосе (где нет силы тяжести, что заставляет чернила литься вниз), а вот русские просто… использовали карандаш.

А вот у меня произошла история совершенно противоположная.

Итак, дело было в далеком 1988 году, в самом его начале. Я был на 5-м (предпоследнем) курсе физтеха, и мне повезло − я попал в очень интересный проект по подготовке проекта Фобос. Он представлял собою запуск двух космических аппаратов (КА) к спутнику Марса − Фобосу. Слабый пучок радиоволн от них мог дойти до Земли через огромные расстояния только узким лучом (чтобы энергия не разбегалась по пространству) и при очень точной ориентации на Землю. Антенны же, которые участвовали в создании пучка, раскидывались на десятки метров и при любом резком повороте КА начинали входить в резонансные колебания. А поворачивался КА, к сожалению, очень резко. Ибо на нем были закреплены 12 маленьких ракетных двигателей, которые попарно «крутили» его в нужную сторону небольшими микровзрывами топлива по некоторому алгоритму типа:
— отклонился на 1 градус вправо − делаем один микровзрыв влево
— отклонился на 5 градусов вправо − делаем два микровзрыва влево, и т.п.

И в чем, понимаешь ли, была проблема: инженеры могли написать свои алгоритмы, но они понятия не имели, как сильно вся эта конструкция будет болтаться в космосе, когда все эти 12 двигателей начнут плевать микровзрывами во все стороны. Была опасность ввести систему в сложные автоколебания. А невесомости, чтобы все проверить, под руками как раз не оказалось.

Зато оказался мой шеф в ИПМ (институте проблем механики) − Николай Николаевич Болотник. Умнейший человек. Он бы и сам справился, но он очень хотел научить меня, молодого и глупого, чему нибудь полезному. Вот и отдал он мне эту задачу. Тем более, что я бредил в те времена компьютерами, ибо почему-то считал, что они очень важны для человечества. На мое счастье, в ИПМ оказался и довольно приличный компьютер ЕС-1040 (слизанный, как это было принято в то время, с IBM System/360), и даже огромный стол в несколько метров в диаметре для рисования картинок ручками разных цветов. Для этого я довольно ретиво использовал знаменитый графпакет ГРАФОР.

Николай Николаевич быстро меня обучил математическим инструментам, которые были нужны (уравнения Рунге-Кутта, кажется), и я пошел долбать задачу. Поделив секунду на десять тысяч частей, я принялся в лоб интегрировать довольно сложную систему уравнений. Благо что инженеры в космическом центре постарались, взяли дядю Ваню, и он с помощью кувалды и какой-то матери снял для меня все основные гармоники интересующих меня гибких антенн.

Довольно скоро пошли первые графики. Посидев пару вечеров, я довел их красотищу до совершенства, так что не стыдно было и показать. Конечно, финальная отладка системы заняла еще пару месяцев, и к началу июня я должен был бы уже быть готов (запуск Фобоса был в начале июля).

Работал я очень интенсивно. Учебы на физтехе было уже мало, и нам разрешали работать на базовых институтах. Я работал 7 дней в неделю, с утра, как только машинный зал открывался, и до 23, когда он закрывался. Дорога от Долгопрудной до Юго-Западной занимала 2 часа, но           мне было не важно: я был с головой погружен в проект, и вылизывал, вылизывал, вылизывал. Мне было не очень страшно, потому что я знал, что наш проект − запасной, и крутые дяди в космическом Центре на крутых суперкомпьютерах давно все посчитали, а нам с шефом дали лишь перепроверить. Но тем не менее, перепроверяли мы тщательно.

В конце мая к нам приехала делегация из космического центра принимать работу. Они остались очень довольны, и даже по секрету сказали, что в Центре посчитать не смогли, и теперь наша группа была основной. Тут стало немного страшно.

И совсем страшно стало, когда специалисты из Центра сказали, что надо кое-что еще пересчитать, ибо то ли кувалда была не того размера, то ли еще что-то надо было. Не помню уже. Я знал, что в первых числах июня мне идти в «лагеря» военной подготовки на месяц, учиться запускать ракеты не на Марс, а к авторам проекта IBM System/360 (согласитесь, ужасная неблагодарность, да?). Я побежал на военную кафедру пытаться просить разрешения на то, чтобы как-то отхалявить от лагерей. Но военные были неумолимы. Они сказали, чтобы я не занимался разной хренью, и шел отдавать долг Родине. Это был жесткий облом. В этом году я уже поимел проблем с армией и долгом Родине (об этом будет отдельный рассказ), так что лимит был исчерпан: пришлось идти в армию. Нет, там, конечно, было очень-очень интересно, но вот Фобос улетел недосчитанным. А в космонавтике, как и в авиации, мелочей не бывает.

Ну, потом я сделал этот проект дипломной работой. Пятерку мне, конечно, поставили.

Но Фобос на связь не вышел.

Такие дела.

Ну, конечно, эта история еще долго не могла выветриться из моей памяти.

Где-то через 15 лет я оказался в Сан Хосе, в музее космонавтики. И мне очень стало интересно, а как же американцы разворачивали свои корабли. Особенно − телескоп Хаббл. Ведь он иногда делал экспозицию по две недели. Представляете, КАК надо уметь ориентировать и стабилизировать аппарат, чтобы он 2 недели смотрел в самые далекие глубины вселенной, и не «смазал» изображение? Ну явно не «микровзрывами» 12-ти микродвигателей!

Ответ оказался прост до ужаса: на Хаббле было три железных диска на трех перпендикулярных осях. Используя закон сохранения вращательного импульса, они поворачивали, скажем, диск на один оборот, чтобы повернуть весь телескоп на одну сотую долю секунды. Точный, дешевый (расход только электроэнергии) и очень плавный механизм. И никаких ЕС-1040, бессонных ночей и проблем с армией.

Самое странное, что потом, читая гениальную книгу Чертока (один из разработчиков у Королева), я узнал, что Черток и Ко знали об этом методе поворота. Тогда почему же он не использовался на Фобосе? Гммм… очень странная история.

Но для меня, молодого и алчного до подвигов студента, это был реально интересный проект, в котором я впервые в своей жизни делал что-то серьезное. И, как я думал, полезное 😎

Кстати, насчет компьютеров я оказался прав: они очень плотненко заполнили нашу жизнь потом.

Как я понимаю инновации в третьем тысячелетии

Когда читаешь в прессе про инновации, почему-то все время натыкаешься на разные гаджеты, изобретения и прочие игрушки, к которым мы приучены с детства. Изобрел 3D принтер − молодец! Изобрел гнущийся экран смартфона − тоже молодец. А уж если Google изобрел очки с проектором «точно в глаз», так тут уже вааще круто. Создается ощущение, что инновации − это только про гаджеты.

Я бы хотел оспорить это. Да, тысячи лет люди гонялись за объектами: картинами, машинами, часами, очками. Вещи передавались из поколения в поколение. Пока…не стали ненужными. Вернее, дешевыми и легко заменяемыми.

Я вижу инновации в третьем тысячелетии иначе. Я вижу их не в изобретении объектов, а в создании систем взаимодействия объектов. Сами объекты уже более менее изобрели в предыдущем веке.

Чтобы не мудрить, просто приведу пару примеров.

Пример 1. КЖЦ.

Контракты Жизненного Цикла. Это контракты на строительство дорог, ставшие популярными лет 20 назад. В одном из предыдущих блогов я описал, почему они не пошли в России, но это отдельная тема.

Давайте посмотрим, что это такое.

До КЖЦ строительство дороги было ужасом для государства. Отдельные подрядчики на проектирование, строительство, и эксплуатацию дороги превращали жизнь госчиновника в кошмар (или источник для обогащения). Проектант проектировал что хотел, и сдавал за взятки инженерам заказчика. Строитель кричал «кто так проектирует?!», и брал деньги за перепроектирование. Потом сдавал халтурную работу за взятки. Эксплуатант кричал «кто так строит?!», и брал деньги каждый год за перекладку асфальта. Наши дороги сделаны из золота.

КЖЦ предполагает не изобретение гаджета или супербульдозера. Он предполагает изобретение других отношений:

Теперь государство в лице не двух десятков перепуганных коррумпированных инженеров, а в лице одного лоера просит подрядчика:

• спроектировать
• построить
• эксплуатировать в течение жизненного цикла (скажем, 25 лет) дорогу, и еще
• сделать все это за свой счет

А государство будет платить ежегодно по миллиарду (или сколько там тендер покажет) тому, кто будет выполнять следующие критерии:

• доступность дороги 99.9%
• аварийность не больше 50 в год
• пропускная способность не ниже 5000 машин в час

Если что-то из этого не работает, то государство в очередной год просто не платит миллиард. И ему глубоко все равно, из чего сделана дорога.

Все. Нет коррупции. Не надо содержать инженеров. Подрядчик из кожи вон лезет применить все возможные инновации (чтобы сэкономить на масштабе 25 лет). Он запускает дорогу в эксплуатацию быстро (ведь хочется получить первый милилард) и очень качественно (чтобы потом за свой счет не перестраивать). Дороговизна частных денег окупается с лихвой дешевизной и эффективностью решения.

И где здесь инновации? В системе отношений!

Пример 2. Инфопровайдеры в кадастре и картографии.

В 2006 году руководитель Кадастра России отправил меня и еще двух коллег в поездку на неделю в Австрию и Данию, по 3 дня в каждой стране. Изучать «как у них там работают карты и кадастр». Ну, думаю, сейчас увижу крутые технологии!

Не увидел их вообще.

Перед нами все 6 дней выступали руководители кадастра и картографии двух стран. Они вызвали и всех своих подрядчиков, и мы ездили по офисам кадастра, судам, и по фирмам. Отдельный вопрос, что я был шокирован вниманием к русским гостям. Они просто из кожи вон лезли, чтобы помочь нам понять, что они делают. Уровень заботы просто шокировал. Но это − отдельная история.

То, что нам показали, называлось «бизнес Инфопровайдеров».

Выглядит это так:

У государства много банок с данными. Кадастр, карты, регистрация фирм, статистика, адресные системы, планы развития территорий и т.п. Инфопровайдеру предлагается контракт на оптовую покупку этих данных с тем, чтобы упаковать их и продавать в розницу частникам. Нужна вам справка о том, сколько стоит вот этот дом? Платите 5 евро, и получаете 10 страничный PDF файл со всеми данными, статистикой, уровнем дохода и образования соседей, анализом всех последних покупок в регионе и т.п. Нужна простая выписка из кадастра: тоже есть. Причем купить ее у государства будет дороже. Инфопровайдер является агрегатором огромных баз. Но его работа − не one way street.

К примеру, нужно маленькому городку присвоить адреса двум новым домам. Он открывает вэб-интерфейс инфопровайдера и видит дома, которые там уже нарисовали строители. Чиновник присваивает номера домов, и они.. идут обратно в базу данных адресов Дании. Т.е. инфопровайдер не только потребляет базы данных государства, он же их таким образом и поддерживает. Вот это network! И − никаких супер технологий! Никаких гаджетов. Коллеги из Австрии это особенно подчеркивали. Просто умение людей договориться и создать систему отношений.

По приезду обратно в Россию я несколько лет пытался продвинуть эту идею. И в Роскартографии, и в Кадастре (а после проекта Навигационных Карт я был вхож к их руководителям, и даже к тем, кто их назначал), и в АФК Система, и в Минэке, когда я помогал писать им стратегию 2020. Ужасно жалею, что не удалось. Ну, как нибудь в следующий раз. Или, опять же, кто нибудь этот блог прочитает, и займется этой темой. Сам я еще занят в текущем проекте минимум до 2018 года. Он, кстати, тоже выполнен в духе системных, а не гаджетных, инноваций.