jueves, 2 de febrero de 2017

STS-107. Accidente del transbordador espacial Columbia. 1ª Parte – IdeasYCiencia

En esta primera parte introduciré someramente el tema, para en artículos sucesivos ir ahondando en el análisis técnico y las causas del fatal accidente que conllevó la pérdida del transbordador espacial Columbia.

El 1 de febrero de 2003 fue un día aciago para la exploración espacial, el transbordador espacial Columbia se desintegró durante su reentrada en la atmósfera terrestre mientras cruzaba a velocidades superiores a mach 18 el espacio aéreo de los Estados Unidos después de completar su última misión, la STS-107.

CMCE_TDDispersión total del transbordador Columbia en una nube de fragmentos incandescentes.

Parte 1. Introducción.

Me centraré en los aspectos de ingeniería y no entraré en la tragedia humana que significó la pérdida de la tripulación, daría para otro tipo de valoraciones.

Shuttle2Vista general del transbordador espacial.

Es el análisis técnico, particularmente las lecturas de los sensores, la infografía (tanto imagen como video), y el análisis de los restos del suceso los que explican por sí solos la dinámica del accidente y ayudan a extraer conclusiones.

Al lector atento, estos artículos le ayudarán a comprender el funcionamiento del complejo sistema Shuttle en sus distintas fases desde el despegue a la reentrada en la atmósfera terrestre y el posterior aterrizaje así como desarrollar un conocimiento general de sus sistemas.

Image1 Columbia el 20 de noviembre de 2002, durante su preparación para la misión STS-107.

Los riesgos de la exploración espacial

En primer lugar, puntualizar que hay pocas profesiones más arriesgadas que la de astronauta. Ciertamente estar rozando los límites de la ciencia y de los materiales se convierte en un juego delicado y cuando los lanzamientos se multiplican el riesgo de fallo aumenta peligrosamente.

Después de cada misión, los Shuttle sufren daños y deben pasar por un proceso largo y tedioso para preparar el siguiente lanzamiento.

El procesado requerido para el lanzamiento de un transbordador espacial de la serie Shuttle es caro, lento (unos 67 días de promedio) y muy complejo necesitando de medios de la más alta tecnología y un ejército de técnicos de alta cualificación… y presupuestos ingentes.

Siendo claro: el equilibrio entre éxito y fracaso en las misiones espaciales de cualquier clase y particularmente en los Shuttle es extremadamente precario, el riesgo es muy elevado para la nave y la tripulación. Todo esto conlleva a una tasa de fallos de hasta un 5 % o cinco accidentes por cada 100 lanzamientos.

En la dilatada historia de los Shuttle se han perdido dos transbordadores (Challenger en 1986 y Columbia en 2003) en más de 100 misiones, menos de un dos por ciento. En cierto modo podríamos calificarlo como cifras satisfactorias…

El transbordador Columbia OV-102

Columbia, en la misión STS-1, fue el primer Shuttle en viajar al espacio el 12 de abril de 1981, casi 22 años antes del fatal desenlace. Fue una misión exitosa excepto por desperfectos mayores de los previstos en el TPS (el sistema de protección térmica) por la desmesurada presión ejercida por los SRB (cohetes de combustible sólido) en el momento del despegue.

Cabe preguntarse si una vida útil tan dilatada no incrementa demasiado los riesgos operativos del sistema Shuttle, lo que sí es cierto, es que debido a esta gran longevidad han aumentado exponencialmente los costes y tiempos de procesado antes de cada misión.

El primer transbordador construido, el Enterprise (OV-101), solo hizo vuelos de aproximación y aterrizaje, nunca ascendió a órbita terrestre ni fue probado en despegue estándar (en vertical) con el resto de componentes del sistema Shuttle acoplados.

ECN-8923[1] Enterprise separándose del 747 para las pruebas de vuelo y aproximación.

Estaba diseñado solamente para tests de vibraciones, vuelo y validación de sistemas y aerodinámica. Muchos de los componentes clave en un Shuttle no estaban montados en Enterprise, como por ejemplo las losetas de cerámica porosa que integran el TPS (Thermal Protection System), los motores o muchos de los complejos (para la época) sistemas de navegación.

El Columbia debía realizar su primer lanzamiento en 1978, pero diversos problemas con los tres motores principales y el TPS (Thermal Protection System) lo retrasaron hasta abril de 1981.

Despegue del Columbia en la misión STS-1. 12 de abril de 1981.

STS-1, el primer lanzamiento con tripulación fue (aunque parezca increíble.) la primera prueba del transbordador en su configuración completa (no se ensayo antes en una misión no tripulada). Os presento el Shuttle System, consta de tres componentes principales:

  • El Shuttle o transbordador.
  • El depósito de gases licuados criogenizados (hidrógeno y oxígeno) para los tres motores principales.
  • Los dos cohetes de combustible sólido (SRB o Solid Rocket Boosters).

El Columbia con su configuración en la misión STS-1.

El lanzamiento STS-107. 16 de Enero de 2003.

Image2 Liftoff! Despegue del Columbia desde el KSC en Florida. 16 de enero de 2003.

Todo sucedió según lo previsto y aparentemente hubo un despegue sin complicaciones, en lenguaje técnico, un lanzamiento nominal.

Fue después de investigar y repasar una por una las grabaciones de las cámaras que siguen cada instante del proceso de lanzamiento que se observó, vagamente, un impacto de material sobre el borde de ataque del ala izquierda…

wd1 Imagen (mejorada mediante deconvolución) del fragmento de espuma (en naranja) antes de golpear el ala.

No se consideró inicialmente de importancia y la misión siguió sin cambios en su programación, ya que su timing es de lo más apretado y cada segundo de tiempo en el espacio cuesta ingentes cantidades de dinero.

Impacto1 Imagen en la que se aprecia el brutal impacto de espuma procedente del tanque de combustible.

Como veremos en entregas sucesivas, los daños sufridos en el material aislante que recubre el borde de ataque del ala izquierda produjeron una cascada de acontecimientos que acabaron con el terrible y catastrófico desenlace que todos conocemos.

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jueves, 12 de enero de 2017

AMD Ryzen, chipsets y placas base – informaticapremium

AMD Ryzen está llamado a ser el procesador que va a traer competencia al sector tras una década de aplastante dominio de Intel.

Ryzen irá montado en placas base con socket AM4 y memorias dual channel DDR4 a altas frecuencias y con las últimas tecnologías del momento.

Con Ryzen AMD ha diseñado chipsets a la altura de las expectativas

…

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¡¡ Un saludo !!

Carlos Yus Valero.

jueves, 17 de noviembre de 2016

NVMe vs AHCI: Almacenamiento – informaticapremium

NVMe (Non Volatile Memory Express) es el nuevo standard sustituto de AHCI para almacenamiento sólido. En este artículo detallo las diferencias NVMe vs AHCI.

Samsung 960 Pro NVMe M.2 SSDSamsung 960 Pro NVMe M.2 SSD

NVMe está diseñado para aportar reducidas latencias y alta concurrencia de accesos al dispositivo Flash SSD. Normalmente a través de buses PCIe y en formato M.2 como, por ejemplo, los Samsung 960 evo y Pro.

NVMe vs AHCI

NVMe vs AHCI

AHCI (Advanced Host Controller Interface) fue un gran avance en su época.

Dotaba de cola de comandos y reordenación de accesos a los discos duros convencionales (mecánicos con medio magnético), con lo que se aumentaba notablemente la velocidad del sistema.

AHCI proporciona una cola de 32 comandos y reordenación de los accesos en función de si están más o menos disponibles en el tiempo.

NVMe vs AHCINVMe vs AHCI

Fue con la llegada de los discos SSD en formato SATA2 300MBps y posteriormente SATA3 600 MBps …

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¡¡ Un saludo !!

Carlos Yus Valero.

jueves, 20 de octubre de 2016

AMD Zen cache – informaticapremium

AMD Zen cache: La nueva micro arquitectura presenta un subsistema de caché muy diferenciado y evolucionado respecto a su antecesor: AMD Bulldozer.

AMD Zen cache: Op cache L0i

Para empezar AMD integra una op-caché, una caché L0i de instrucciones que acelera mucho el procesamiento en caso de acierto, que si su tamaño ronda los 8 KB (AMD no lo ha desvelado) rondaría una tasa de aciertos del 80 - 90 %.

AMD Zen 14 nm Die
AMD Zen 14 nm Die: 2 clusters de 4 cores con 2 cachés L3 de 8 MB.

Este tipo de caché L0i la utiliza Intel (µop cache de 1.5 Kops) desde Sandy Bridge 32 nm y le ha dado excelentes resultados en …

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¡¡ Un saludo !!

Carlos Yus Valero.

miércoles, 19 de octubre de 2016

AMD Zen 14nm – Historia – Blog|informaticapremium

AMD Zen, la nueva arquitectura x86

AMD va a revolucionar el mercado de semiconductores en 2017 con su nueva micro arquitectura Zen fabricada en el proceso de manufactura FinFET de 14 nm.

AMD Zen 4 cores 8 MB L3 14 nm
AMD Zen 4 cores 8 MB L3 14 nm

Será crítico para la compañía ejecutar a la perfección el lanzamiento de Zen ya que con él pretende competir en gama media y media-alta con garantías.

AMD no puede supeditar su futuro empresarial a la lucha con Intel en gama baja. En ese segmento ha pasado la última década y le espera poco más que la ruina económica.

La historia reciente de AMD

Desde los éxitos de Athlon, Athlon 64 y Athlon 64 X2, AMD entró en una etapa de complacencia gracias a sus excelentes resultados financieros. La cancelación del procesador AMD K9 con un diseño de pipeline extra largo al estilo Intel Pentium 4 Prescott o Intel Tejas marcó un punto de inflexión y llegaron las prisas. El 'plan B' era Phenom 65 nm.

El primer error: el AMD Phenom 65 nm - Diciembre 2007

AMD Phenom 65 nm salió al mercado en un estado que me pareció entonces, simplemente, precipitado, inacabado:

  • 4 cores derivados de los Athlon 64 con las unidades ALUs y Branch casi invariada.
  • …

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Carlos Yus Valero.