Часы на космическом корабле «Союз»

Как были устроены часы на космических ракетах «Союз»

После Второй мировой войны между Советским Союзом и Соединенными Штатами началась интенсивная, жесткая конкуренция в освоении космоса. В те времена по обе стороны «Железного занавеса» было создано немалое количество самых передовых и необычных изобретений — от целых систем, без которых невозможно было бы освоение околоземного космического пространства, до таких «мелочей», как космические часы. Или, вернее, часы, используемые для работы в космосе.

Как раз такими были часы, использовавшиеся в ракете-носителе «Союз». Их дизайн был достаточно необычным в те времена в СССР , но каким был внутренний технический дизайн? Давайте заглянем под оболочку. А поможет нам в этом инженер Кен Ширифф (инженер, разработчик и любитель раритетной вычислительной техники), который как раз и разобрал одни из этих необычных часов, побывавших в космосе.

Изображение со снятой крышкой с часов, которые использовались в «Союзе». Верхний светодиодный дисплей показывает время, нижний светодиодный дисплей — это секундомер. Кен утверждает, что часы имеют очень сложную внутреннюю структуру для своего функционала. Оригинальная статья автора: Looking inside a vintage Soviet TTL logic integrated circuit

«Вскрыв табло с часами, я обнаружил, что большинство интегральных микросхем состоят из схем, установленных непосредственно на печатной плате, — начинает пояснение инженер-любитель. — Микросхемы тактовой частоты используют схемы TTL (схема транзисторно-транзисторной логики), стандартно использовавшиеся в 1970-х и 1990-х годах. Когда я снял металлическую крышку, я увидел маленькую кремниевую матрицу, к которой были припаяны соединительные провода».

Так выглядит кремниевая матрица, увеличенная под микроскопом: розовая и фиолетовая части — это кремний, а белые — провода.

Чип называется «134ЛА8» и был выпущен в 1984 году. На момент разработки этого чипа Советский Союз, по мнению американского инженера, отставал от Соединенных Штатов в разработке интегральных микросхем примерно на девять лет. В результате этого на тот момент инженеры Советского Союза нередко копировали западные интегральные схемы; впрочем, как считает Кен, инженеры из СССР спроектировали 134ЛА8 независимо от западных стандартов.

Микросхемы 134ЛА8А представляют собой 4 логических элемента 2И-НЕ с открытым коллекторным выходом. Они содержат 26 интегральных элементов. Интересно, что цифровую ТТЛ микросхему можно приобрести и сегодня. Ее продают специализирующиеся на электронике компании примерно за 200 рублей: eandc.ru

При увеличении кремниевой матрицы с помощью микроскопа можно рассмотреть образующие ее элементы. Полупроводники бывают двух типов: полупроводники n-типа и полупроводники p-типа, каждый из которых содержит различные химические элементы в качестве примесей; соответственно, каждый из них обладает различными электрическими характеристиками. Например, акцепторами могут быть примеси химических элементов — бор, алюминий.

На фотографии представлен резистор под увеличением: зеленая часть представляет собой полупроводник n-типа, а красная часть — это полупроводник p-типа. Значение сопротивления регулируется путем регулировки длины полупроводника в красной части с высоким сопротивлением.

«В 134ЛА8 стоит транзистор npn-типа, который использует полупроводники p-типа для базы и полупроводник n-типа для коллектора и эмиттера».

Транзистор внешнего выхода генерирует внешний сигнал, там протекает намного более высокий ток, чем у других транзисторов. В результате, говорит Кен, его размеры больше, чем у других транзисторов. На изображении показан внешний выходной транзистор 134ЛА8, который имеет более крупные выводы эмиттера и коллектора, чем предыдущий транзистор.

Видео разборки часов с ракеты «Союз»:

Кен сказал: «Этот советский чип достаточно прост для понимания схем. Современные чипы содержат миллиарды транзисторов и имеют так много функций, что вы не можете визуально понять содержимое чипа».

^{Обложка: 1GAI.ru}

^{фото: righto.com}