Будет ли iPhone работать в космосе? Ответ может удивить
Космос и личные вещи ещё недавно казались совершенно несовместимы: мы представляли себе недалёкое будущее, наполненное виртуальной реальностью и совершенно незнакомыми гаджетами.
Но вот действительно ли они потребуются? Или космонавту, покорителю далёких планет, будет достаточно самого обычного iPhone? Быть может, мы уже скоро увидим селфи с Марса, сделанные на привычный смартфон?
Мы попытались подробно разобраться со всеми нюансами, которые могут помещать использовать iPhone в космосе, и сделали совершенно неожиданные выводы.
Что считать как космос, а что — нет?
Для начала разберемся, что называется «космосом» — это сильно меняет представление о пределах не только самого человека, но и тех привычных вещей, которыми он пользуется.
Фактическая граница космического пространства начинается с высоты 118 километров над уровнем моря. NASA считает границей космоса 122 км. ВВС США начинает отсчет с 80 километров.
Тем не менее, Международная авиационная федерация в качестве рабочей границы между атмосферой и космосом установила высоту в 100 км.
Именно на этой границе Кармана для создания подъёмной аэродинамической силы необходимо, чтобы летательный аппарат двигался с Первой космической скоростью.
Её же необходимо набрать, чтобы спутник или другой аппарат двигался вокруг Земли без падения.
Первая и вторая космические скорости
С удалением от поверхности Земли падает температура и давление, но возрастает интенсивность ультрафиолетового и других видов излучения, от которых защищает нас атмосфера Земли.
С этим связана ещё одна «космическая граница» — линия Армстронга, пролегающая на высоте 18,9–19,35 километров. Здесь «космос» начинается для организма человека.
На этой высоте без защиты вода в организме начинает самопроизвольно закипать, если находятся снаружи человека; могут начать кипеть слюна и слёзы с образованием пены, набухать глаза.
Атмосфера Земли в «разрезе»
Зона между 20 и 100 километрами называется «ближним космосом»: отсюда вид из иллюминатора почти как с околоземной орбиты, хотя воздух продолжает работать на аэродинамику движущихся аппаратов.
Так задача по работоспособности обычного смартфона в космосе делится на интервалы
- от 18–20 до 100 километров,
- от 100 километров до границы притяжения планеты,
- дальний холодный космос межзвездных перелетов.
Попробуем рассмотреть их все.
Реальный эксперимент уже был, но не полностью космический
Фотография с GoPro на высоте 30 километров из эксперимента Гейсбюлера
В ближнем космосе все довольно просто. Ещё в 2010 году Люк Гейсбюлер (Geissbuhler) отправил iPhone 3GS на высотную границу для аэростатов.
В результате эксперимента зонд для исследования атмосферы поднял смартфон на высоту в 30 километров, преодолев ветры скоростью 160 км/час, температуру в минус 60 градусов по Цельсию, и падение со скоростью в 240 км/ч.
Впрочем, на деле задача ставилась иначе — исследователь хотел вернуть зонд, для чего ему требовался GPS-трекер.
Старт миссии Гейсбюлера
AliExpress ещё не набрал оборотов, поэтому самым доступным устройством стал всеми любимый смартфон, отправляющий координаты на наземный пункт отслеживания.
Для реализации проекта потребовалось разместить смартфон и отслеживающую полет камеру в стальную защитную клетку.
Полет увенчался успехом — короб приземлился удачно, данные с камеры были получены, а смартфон остался жив, стойко перенеся все встреченные в полете неприятности.
Тем самым можно с высокой точностью утверждать: iPhone выдержит полет с человеком в стратосферу, и даже не потребует защиты, если не будет предусмотрена жесткая посадка.
В 2013 году эксперимент повторили маркетологи компании по производству защитных чехлов Urban Armor Gear, сбросив iPhone 6 на землю с высоты 30 километров.
Его подъем так же был осуществлен на аэростате, а результатом стал неповрежденный смартфон и красивое видео, снятое на пару камерами GoPro.
Эксперимент попытались повторить маркетологи Xiaomi, отправив Redmi Note 7 с аналогичным стратосферным аэростатом на высоту в 30 километров, а Xiaomi Mi 10 Pro с китайскими космонавтами на околоземную орбиту.
Последний подвергался только действию перегрузок во время подъема на околоземную орбиту, и не испытывали прямого воздействия космического холода или радиации.
Выживет ли смартфон в космическом вакууме?
Спутник на основе Nexus
Кроме полетов в стратосферу и на низкие орбиты, смартфоны летают и в других экспериментах — в частности, по действию пониженного давления и радиации.
В 2013 году британские ученые из космического центра английского университета Суррей (SCC) и специалисты компании Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) запустили в космос Google Nexus One.
Спутник в составе смартфона и его технологической обвязки получил кодовое имя STRaND-1 и успешно выведен на низкую околоземную орбиту 24 февраля индийской ракетой-носителем PSLV.
Устройство воспроизводит в космосе звук и пытается проверить гипотезу о том, что звук в космическом вакууме не воспроизводится.
Для этого спутник воспроизводит заранее записанные треки, содержащие разнообразные шумы, звуки и обрезки музыкальных композиций. Сам смартфон их воспроизводит — сам и записывает.
Однако, корпус этого спутника защищает неплохо защищает смартфон: от перегрузок во время запуска, космического мусора, попутно сохраняя температуру на уровне около минус 60 градусов по Цельсию.
Падение тока и ёмкости в аккумуляторе iPad при падении давления
Кроме того, его питание значительно доработано. В противном случае нано-спутник не смог бы работать.
Специалисты NASA ещё в 2010 выяснили, что падение давления до 0,6 процента от земного отнимает у iPad треть ёмкости аккумулятора.
Но смартфон отдельно — питание отдельно, поэтому STRaND-1 приземлится только в 2038 году. А пока можно узнать, где он находится по официальной ссылке.
Как повлияет радиация?
Arduino тоже летает в космос. Без защиты
Вот и ответ — сколько протянет земной смартфон в космосе. Правда без учета батареи: спутник использует собственную систему «добычи» электроэнергии.
Аналогичный STRaND-1 проект NASA обеспечил ученых данными о воздействии комплекса космических излучений на смартфоны: проект PhoneSat по запуску нано-спутников из смартфонов удался.
В ходе экспериментов устройства с увеличенными аккумуляторами и солнечными батареями без дополнительной защиты от излучения спокойно прослужили неделю, хотя и сгорели по возвращению на Землю.
Фотографии, полученные на Nexus в проекте PhoneSat
Благодаря проекту, мы так же имеем данные о полной работоспособности датчиков смартфонов в космосе. Все, кроме GPS — работает и выдаёт достоверные данные.
Работоспособные акселерометры, гироскопы, магнитные датчики позволили ученым получить координаты, ускорение и многие другие данные о движении нано-спутников с высокой точностью за минимальные деньги.
Space Shuttle возил не только астронавтов, но и iPhone
Дальние межзвездные перелеты вероятно станут препятствием для использования смартфонов даже в космических кораблях с определенным уровнем защиты: космонавты за сутки получают дозу радиации в 200 раз больше, чем человек на Земле.
Но, поскольку вся техника постоянно испытывает внешнее излучение на Земле и жестко испытывается на воздействие ЭМИ, неделю в корабле и несколько минут в открытом космосе iPhone выдержит, что доказал его полет на Space Shuttle в 2011.
Космический холод vs. смартфон
Никакого утеплителя, кроме чехла Under Armor
По-крайней мере, пока мы говорим только об отсутствующем давлении и высоком уровне разнообразного излучения. Холод может оказаться более сложной проблемой.
Если гаджет не содержит сложной торчащей во все стороны механики (читай — смартфон-моноблок), он спокойно поднимается и опускается на Землю даже в тех условиях, которые человек не переносит.
Слишком низкая температура может испортить устройство. И дело вовсе не в том, что любимый iPhone замерзнет: влагозащита устройств Apple последних поколений гарантирует отсутствие влаги, так что льду просто не из чего образоваться.
Термостойкие чехлы. Подойдут и в космосе
Плотно посаженные стекла, подогнанный стеклянный же корпус и батарейка подведут, обязательно подведут. Первые могут треснуть из-за температурного сжатия.
LiPo-батарея уже при минус 30 по Цельсию теряет до трети ёмкости: растет внутреннее сопротивление элемента, и если процессор требует высокий ток, гаджет может выключиться. При ниже 70 градусов батарея будет выключаться от простейших задач.
ВАЖНО: Популярные сегодня охлаждающие системы на основе паровых камер как минимум окажутся менее эффективной. При избытке жидкости она станет причиной поломки.
Впрочем, специально для защиты от низких температур бывшие специалисты NASA создали стартап Salt Cases, который выпускает чехлы для поддержания адекватной температуры включенного смартфона.
Будет ли в космосе ловить мобильная связь?
Обычный спутник связи, обладающий направленным «лучом»
Все вышеозвученные эксперименты отлично демонстрируют возможность работы смартфонов в условиях космоса. Но даже целый и включенный гаджет не гарантирует полной работоспособности.
Сотовой связи в космосе нет, и не предвидится в ближайшее время: современные стандарты наземной связи платят за высокую скорость дальностью.
Максимальная дальность вышки голосовой GSM-связи в диапазоне 900 МГц составляет 32 километра, для 3G с частотой 1800 МГц цифра сокращается до 6–7 километров.
Единственный серийный спутниковый смартфон Thuraya
Самые дальнобойные макросоты обеспечивают связь на расстоянии до 100 километров. В теории. Их почти не используют из-за высокой вредности.
Для связи на такие расстояния на Земле обычно используют тропосферные радиостанции. Но они не вещают атмосферы Земли, да и гаджеты с ними не совместимы.
Серийных смартфонов, работающих со спутниковой связью, пока не существует (единственный вариант не в счет). Тем более с той, что предназначена для связи с Земли, а не наоборот.
В ней используются не только другие частоты, но и точно направленный луч, и другие стандарты кодирования.
У МиГ-31 есть связь даже на высоте 30 километров
Положение вещей могут исправить перспективные спутники связи, работающие в 5G-диапазоне. Но для подключения к ним, как и для работы спутниковых телефонов по радиоканалу, потребуется правильная ориентация. Да и когда это будет?
Но если человечеству потребуется возить использовать iPhone в открытом космосе, никто не мешает установить обычные сотовые вышки (адаптированные к условиям открытого космоса).
Привычная радиосвязь в космосе будет работать дальше, лучше, быстрее: в отличие от земных мегаполисов, в космическом пространстве нет железобетонных перекрытий, которые мешают распространению радиоволн.
А на других планетах iPhone заработает?
Стратосферный самолет SolarStratos на высоте 25 километров
Ученые всего мира доказали: смартфоны на низкой околоземной орбите чувствуют себя прекрасно. Поэтому iPhone может стать основным средством связи стратонавтов и космических туристов.
В ближайшем будущем эти направления крайне перспективны: средств доставки все больше, интерес «туристов» растет, а цены снижаются.
Некоторые проекты ближайшего будущего, работая для наземной связи, будут «раздавать» интернет и для них. Следовательно, и смартфоны начнут часто летать в космос — пусть и по низкой орбите.
С iPhone можно в космос. И нужно!
Но что, если человечество отправится колонизировать Марс? Его ожидает средняя температура, как в Оймяконе (Якутия), упомянутое давление в 0,6% от земного и пыльные бури.
И мы точно знаем, что iPhone способен пережить такие условия. Дело за малым: привезти станции сотовой связи и людей, которые будут их использовать.
Так что короткий ответ на вопрос заголовка — да, работать будет.
