Статьи

KVM2USB: 6 лет работы в космосе

Портативное устройство KVM2USB было первоначально разработано компанией «Эпифан видео» для профессиональных AV и IT-приложений, а теперь успешно используется на борту Международной космической станции (МКС). Например, в рамках совместного эксперимента Роскомоса и Европейского космического агентства «Плазменный кристалл».

Плазменный кристалл

В ходе изучения четвёртого состояния вещества – плазмы – неожиданно выяснилось, что помещённые в ионизированную плазму пылевые частицы выстраиваются в трёхмерную кристаллическую решётку. Однако изучать это явление на Земле практически невозможно – мешает гравитация, «сплющивающая» кристаллические структуры и превращающая их в искажённые двумерные.

Учёные из Объединённого института высоких температур Российской академии наук и Германского космического агентства разработали установку «Плазменный кристалл – 4» (Plasma Kristall – 4) для изучения этого явления в условиях невесомости на борту Международной космической станции (МКС). В ней микроскопические частицы диаметром несколько микрон вводятся в неоновую или аргоновую плазму в газоразрядной трубке, где формируют различные трёхмерные структуры, которые снимают цифровой камерой и передают на Землю для изучения.

Научная установка «Плазменный кристалл – 4».

Это позволяет изучать процессы, происходящие в протозвёздах, протопланетарных кольцах и других космических объектах. А ещё понимание того, что представляет собой кристаллическая структура плазмы, может принести и большую практическую пользу: в частности, помочь в создании новых компактных энергетических батарей и лазеров и разработать технологию выращивания алмазов в условиях микрогравитации. Также эти данные важны для развития нового направления – плазменной медицины, с помощью которой можно инициировать, стимулировать и контролировать сложные биохимические процессы в живых системах.

Проблема связи

В 2014 году установка «Плазменный кристалл – 4» была доставлена на МКС и начала работу. Но полностью управлять ей дистанционно с Земли – выбирать параметры (давление, поток газа, напряжение плазмы и т. д), а также получать изображения в режиме реального времени – очень неудобно. Задержки по времени, связанные с отправкой и приёмом сигналов с МКС через спутники-ретрансляторы, а также недостаточная полоса пропускания, сильно затрудняют находящимся на Земле учёным получать изображения облака частиц в требуемом качестве.

Поэтому необходимо было найти способ, чтобы установкой прямо на месте мог управлять член экипажа МКС. Из-за отсутствия у установки «Плазменный кристалл – 4» собственных систем ввода-вывода, потребовалось нестандартное решение. Этим решением стало устройство KVM2USB компании «Эпифан видео».

Решение: KVM2USB

KVM2USB предназначен для упрощения работы с компьютерными системами, не имеющими штатных устройств ввода-вывода. Достаточно с помощью специально кабеля просто подключить через это устройство обычный ноутбук, и он заменяет отсутствующие у системы клавиатуру, мышь и монитор.

В случае установки «Плазменный кристалл – 4», KVM2USB позволяет экипажу на станции в реальном времени видеть возникающее в установке облако частиц и управлять его параметрами под руководством учёных из наземной лаборатории, а также вести запись и обработку высококачественных изображений с камеры устройства для последующей отправки на Землю.  Кроме того, KVM2USB представляет возможность обслуживания и настройки научной установки.

Космическая надёжность

Прежде чем устройство KVM2USB попало на Международную космическую станцию, оно прошло строгие испытания по множеству характеристик, включая надёжность, энергопотребление и температурный режим. Обычный серийный KVM2USB отлично прошёл все эти испытания и 29 октября 2014 года был доставлен на МКС на борту грузового корабля «Прогресс 57П», стартовавшего с космодрома Байконур.

Командир экспедиции на МКС Анатолий Иванишин устанавливает устройство KVM2USB, на борту МКС для третьей серии экспериментов «Плазменный кристалл – 4» с 10 по 13 октября 2016 г.

Уже 8 декабря 2014 года KVM2USB был успешно использован для настройки и активации установки «Плазменный кристалл – 4». Первые научные эксперименты на установке при помощи KVM2USB были проведены 15 июня 2015 года.

KVM2USB в действии

С тех пор KVM2USB использовался в многочисленных сериях научных экспериментов на установке «Плазменный кристалл – 4». 13 июля 2018 г. на этой установке было произведено обновление аппаратного и программного обеспечения для расширения её научных возможностей. Для настройки доставленного с Земли дополнительного оборудования опять потребовалась помощь KVM2USB, и устройство, как обычно, прекрасно справилось с этой задачей.

Космонавт Олег Новицкий собирается подключить KVM2USB к ноутбуку с программным обеспечением для обработки изображений во время четвертой серии экспериментов «Плазменный кристалл – 4», 13 февраля 2017 г.

Однако использование KVM2USB на МКС не ограничивается лишь работой с установкой «Плазменный кристалл – 4». В процессе эксплуатации выяснилось, что его удобно использовать и с другими компьютерными системами МКС, не имеющими штатных систем ввода-вывода, а также для захвата и записи видеосигнала как с этих устройств, так и с цифровых фото- и видеокамер. Поэтому в перерывах между экспериментами на установке «Плазменный кристалл – 4» KVM2USB используется и для многих других задач.

Космонавт Александр Скворцов использует ноутбук для съёмки изображений с помощью KVM2USB (прикреплён к стене) во время восьмой серии экспериментов на установке «Плазменный кристалл – 4», 11 ноября 2019 года.

6 лет – полёт нормальный!

Уже почти шесть лет KVM2USB успешно работает на Международной космической станции, а компания «Эпифан видео» продолжает тесно сотрудничать с такими организациями, как американское Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космоса (NASA), Европейским космическим агентством (ESA) и Российским космическим агентством, предоставляя оборудование с непревзойдённой надёжностью, проверенное эксплуатацией как в самых экстремальных условиях на Земле, так и в космосе.