# Инженер NASA Венди Около: «Летающие автомобили — это вопрос инфраструктуры, а не только технологий»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=O8D94RblQ6I
Канал: StarTalk
Опубликовано: 30.11.2023

---

В новом выпуске подкаста StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и аэрокосмический инженер NASA Венди Около обсуждают современные вызовы аэронавтики и будущее авиации. В центре внимания — интеграция искусственного интеллекта в управление полетами, физика перемещения в атмосферах других планет и технологические барьеры на пути к созданию массовых летающих автомобилей.

## 🚀 Аэронавтика в NASA: больше, чем просто космос
[[JUMP:02:15]]

Многие забывают, что первая буква в аббревиатуре NASA означает «Aeronautics» (аэронавтика). Как отмечает Нил Деграсс Тайсон, значительная часть бюджета агентства выделяется именно на исследования в области авиации [03:06]. Венди Около, работающая в Исследовательском центре Эймса (NASA Ames Research Center) в Калифорнии, подчеркивает, что их работа сосредоточена в Подразделении интеллектуальных систем (Intelligence Systems Division) [03:48].

Ключевые направления работы подразделения:

*   Оптимизация компонентов и систем для повышения эффективности полетов.
*   Разработка «систем систем» (system of systems) — концепции, при которой рассматривается не отдельный самолет, а вся совокупность взаимодействующих объектов в воздушном пространстве [06:08].
*   Интеграция беспилотных систем и дронов в общую транспортную сеть.

По словам Венди Около, «система систем» — это иерархический подход, позволяющий избежать конфликтов между множеством объектов [06:21]. В качестве примера она приводит дорожное движение: проектировщики фривеев учитывают не одну машину, а взаимодействие потоков автомобилей, светофоров и пешеходов [07:02].

## 🧪 Физика полета: от Земли до Марса
[[JUMP:09:14]]

Движение в воздухе — это постоянная борьба с атмосферой. Венди Около объясняет, что любое тело, движущееся в воздушной среде, возмущает давление, что создает силы, действующие на поверхность объекта [09:14]. 

Инженеры выделяют четыре основные силы, действующие на самолет:

1.  Подъемная сила (Lift) — направлена вертикально вверх.
2.  Вес (Weight) — сила тяжести, направленная вниз.
3.  Тяга (Thrust) — сила, толкающая аппарат вперед.
4.  Лововое сопротивление (Drag) — сила, препятствующая движению [19:57].

Особый интерес представляет полет на Марсе. Хотя гравитация там ниже, что облегчает вес аппарата, плотность атмосферы Марса крайне мала [10:06]. Подъемная сила напрямую зависит от плотности воздуха и скорости. По формуле, которую приводит Около ($L = C_L \cdot q \cdot S$), при снижении плотности необходимо либо увеличивать площадь крыла ($S$), либо повышать коэффициент подъемной силы ($C_L$), либо лететь значительно быстрее [12:31].

## 🌍 Глобальное потепление и авиация
[[JUMP:13:37]]

По мнению Венди Около, изменение климата влияет на все аспекты аэронавтики, начиная от доступности топлива и заканчивая изменением состава атмосферы (например, уровня кислорода, необходимого для работы двигателей) [14:17]. 

Нил Деграсс Тайсон добавляет, что потепление приводит к следующим последствиям для полетов:

*   Воздух удерживает больше влаги, что провоцирует более частые и суровые штормы [15:08].
*   Пилотам приходится тратить больше времени и топлива на обход опасных погодных систем [15:20].
*   Изменяются воздушные течения, такие как струйные потоки, что напрямую влияет на время полета (разница в длительности рейсов «туда» и «обратно» из-за встречного или попутного ветра) [16:27].

## ✈️ Инновационные конструкции: крылья и компьютеры
[[JUMP:17:33]]

Современная инженерия позволяет создавать самолеты с радикально различающейся архитектурой в зависимости от их задач. Около и Тайсон разобрали несколько примеров:

*   **U2 и SR-71:** Разведчик U2 обладает огромным размахом крыльев для полета в разреженном воздухе на малых скоростях. Напротив, SR-71 имеет небольшие крылья, но генерирует подъемную силу за счет колоссальной скорости [20:10].
*   **Схема «смешанное крыло» (Blended Wing):** Это конструкция, где фюзеляж плавно переходит в крылья, представляя собой единую несущую поверхность (летающее крыло) [23:20].
*   **Канарды (переднее горизонтальное оперение):** Маленькие крылья в носовой части самолета. Они увеличивают подъемную силу, но делают аппарат динамически неустойчивым [23:46].

Венди Около отмечает, что использование цифровых компьютеров в системе «fly-by-wire» позволяет летать аппаратам, которые физически нестабильны. Компьютер делает сотни микро-корректировок в секунду, обеспечивая устойчивость там, где человек бы не справился [25:44]. Однако за это приходится платить расходом вычислительной мощности и топлива [26:10].

## 🚗 Где наши летающие автомобили?
[[JUMP:32:25]]

Отвечая на популярный вопрос о летающих машинах, Венди Около подчеркивает, что проблема не только в технике, но и в инфраструктуре [32:52].

Основные препятствия для массового внедрения личного авиатранспорта:

*   **Регулирование и трафик:** На земле в США ежегодно гибнет 35 000 человек в ДТП. Управление движением в небе гораздо сложнее [33:05].
*   **Энергия и вес:** Электрическая тяга требует тяжелых батарей. Инженерам нужно найти баланс между весом аккумуляторов и дальностью полета [33:46].
*   **Шум:** Традиционные вертолеты слишком шумные для городов. NASA исследует электрические пропульсивные системы, которые могут быть значительно тише и приемлемее для общества [34:52].

По прогнозу Венди Около, летающие автомобили появятся, но временные рамки их внедрения будут гораздо более длительными, чем хотелось бы оптимистам [34:13].

## 🧠 Человек против ИИ: кто должен быть за штурвалом?
[[JUMP:38:27]]

Современные пилоты не управляют самолетом вручную в течение всего полета — большая часть процесса автоматизирована (аналог круиз-контроля) [38:27]. Тем не менее, роль человека остается критической.

Венди Около утверждает, что ИИ (машинное обучение) отлично справляется в расчетных режимах эксплуатации, для которых он был обучен [42:37]. Однако в ситуациях «неизвестных неизвестных» (unknown unknowns) — когда происходит нечто, не заложенное в алгоритм, — человеческая интуиция и адаптивность пока незаменимы [43:31]. 

Инженеры NASA сейчас работают над тем, как имитировать человеческую способность адаптироваться к нештатным ситуациям в системах машинного обучения, чтобы сделать автономные полеты будущего максимально безопасными [43:43].

---